了解Java中的 OutOfMemoryError 异常

在Java中，所有对象都存储在堆中。它们是使用 new运算符分配的。 Java中的 OutOfMemoryError 异常如下所示：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

通常，当Java虚拟机因为内存不足而无法分配对象时会引发此错误。垃圾收集器无法提供更多内存。

OutOfMemoryError通常意味着您做错了什么，要么持有对象太久，要么试图一次处理太多数据。有时，它表示您无法控制的问题，例如缓存字符串的第三方库或部署后未清理的应用程序服务器。有时，它与堆上的对象无关。

当无法满足本机分配时（例如，如果交换空间不足），本机库代码也可能引发Java.lang.OutOfMemoryError 异常。让我们了解可能发生 OutOfMemory 错误的各种情况。

症状还是根本原因？

为了找到原因，异常的文本在末尾包含了详细的消息。让我们检查所有的错误。

错误 1 – Java堆空间：

由于过度使用终结器的应用程序会出现此错误。如果一个类有一个 finalize 方法，那么该类型的对象在垃圾回收时不会回收它们的空间。相反，在垃圾回收之后，对象会排队等待最终确定，这将在稍后发生。

执行：

• 终结器由服务终结队列的守护线程执行。
• 如果终结器线程跟不上终结队列， Java堆可能会填满，并且会抛出这种类型的 OutOfMemoryError 异常。
• 问题也可以像配置问题一样简单，其中指定的堆大小（或默认大小，如果未指定）对于应用程序来说是不够的。

Java

// Java program to illustrate
// Heap error
 
import java.util.*;
 
public class Heap {
    static List list = new ArrayList();
 
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        Integer[] array = new Integer[10000 * 10000];
    }
}

输出：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at Heap.main(Heap.java:11)

当您执行上面的代码时，您可能希望它永远运行而不会出现任何问题。结果，随着时间的推移，随着泄漏代码的不断使用，“缓存”的结果最终会消耗大量的Java堆空间，并且当泄漏的内存填满堆区域中的所有可用内存时，垃圾收集无法要清理它，会抛出Java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 。

预防：在“监控待定对象”中查看如何监控待定对象。

错误 2 – 超出 GC 开销限制：

此错误表明垃圾收集器一直在运行， Java程序进展缓慢。在垃圾回收之后，如果Java进程花费大约 98% 以上的时间进行垃圾回收，并且如果它回收的堆空间少于 2%，并且到目前为止一直在执行最后 5 个（编译时间常数）连续垃圾回收，然后抛出Java.lang.OutOfMemoryError 。

通常会抛出此异常，因为实时数据量几乎无法放入Java堆中，几乎没有用于新分配的可用空间。

Java

// Java program to illustrate
// GC Overhead limit exceeded
 
import java.util.*;
 
public class Wrapper {
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        Map m = new HashMap();
        m = System.getProperties();
        Random r = new Random();
       
        while (true) {
            m.put(r.nextInt(), "randomValue");
        }
    }
}

如果你用Java -Xmx100m -XX:+UseParallelGC Wrapper运行这个程序，那么输出将是这样的：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at java.lang.Integer.valueOf(Integer.java:832)
    at Wrapper.main(error.java:9)

预防措施：增加堆大小并使用命令行标志-XX:-UseGCOverheadLimit 将其关闭。

错误 3 – Permgen 空间被抛出：

Java内存被分成不同的区域。所有这些区域的大小，包括 permgen 区域，都是在 JVM 启动期间设置的。如果您不自己设置大小，将使用特定于平台的默认值。

Java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 错误表示永久代在内存中的区域已用尽。

Java

// Java program to illustrate
// Permgen Space error
 
import javassist.ClassPool;
 
public class Permgen {
    static ClassPool classPool = ClassPool.getDefault();
 
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            Class c = classPool.makeClass("com.saket.demo.Permgen" + i).toClass();
            System.out.println(c.getName());
        }
    }
}

在上面的示例代码中，代码迭代循环并在运行时生成类。 Javassist 库正在处理类生成的复杂性。

运行上述代码将继续生成新类并将它们的定义加载到 Permgen 空间中，直到空间被充分利用并抛出Java.lang.OutOfMemoryError : Permgen 空间。

预防：当应用启动时PermGen耗尽导致OutOfMemoryError，解决方法很简单。应用程序只是需要更多空间来将所有类加载到 PermGen 区域，因此我们需要增加它的大小。为此，请更改您的应用程序启动配置并添加（或增加） -XX:MaxPermSize参数，类似于以下示例：

java -XX:MaxPermSize=512m com.saket.demo.Permgen

错误 4 – 元空间：

Java类元数据在本机内存中分配。假设类元数据的元空间已用尽，则抛出带有详细 MetaSpace 的Java.lang.OutOfMemoryError异常。

用于类元数据的元空间量受参数 MaxMetaSpaceSize 限制，该参数在命令行中指定。当类元数据所需的本机内存量超过 MaxMetaSpaceSize 时，将引发带有详细 MetaSpace 的Java.lang.OutOfMemoryError 异常。

Java

// Java program to illustrate
// Metaspace error
 
import java.util.*;
 
public class Metaspace {
    static javassist.ClassPool cp
        = javassist.ClassPool.getDefault();
 
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            Class c = cp.makeClass(
                            "com.saket.demo.Metaspace" + i)
                          .toClass();
        }
    }
}

此代码将继续生成新类并将其定义加载到 Metaspace，直到空间被充分利用并抛出Java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace。当使用 -XX:MaxMetaspaceSize=64m 启动时，然后在 Mac OS X 上，我的Java 1.8.0_05 在加载了大约 70、000 个类时死掉了。

预防：如果MaxMetaSpaceSize ，已经在命令行设置，增加它的值。 MetaSpace 是从与Java堆相同的地址空间分配的。减小Java堆的大小将为 MetaSpace 提供更多空间。如果Java堆中的可用空间过多，这只是一个正确的权衡。

错误 5 – 请求的阵列大小超出 VM 限制：

此错误表明应用程序试图分配一个大于堆大小的数组。例如，如果应用程序尝试分配 1024 MB 的数组，但最大堆大小为 512 MB，则将抛出 OutOfMemoryError并显示“请求的数组大小超出 VM 限制”。

Java

// Java program to illustrate
// Requested array size
// exceeds VM limit error
 
import java.util.*;
 
public class GFG {
    static List list = new ArrayList();
 
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        Integer[] array = new Integer[10000 * 10000];
    }
}

输出：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at GFG.main(GFG.java:12)

Java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeded VM limit 可能由于以下任一情况而出现：

• 您的数组变得太大，最终的大小在平台限制和 Integer.MAX_INT 之间
• 您故意尝试分配大于 2^31-1 个元素的数组来试验限制。

错误 6 – 请求大小字节是有原因的。交换空间不足？：

当从本机堆分配失败并且本机堆可能接近耗尽时，就会发生这种明显的异常。错误指示失败请求的大小（以字节为单位）以及内存请求的原因。通常，原因是报告分配失败的源模块的名称，尽管有时它是实际原因。

Java.lang.OutOfMemoryError: Out of swap space错误通常是由操作系统级别的问题引起的，例如：

• 操作系统配置的交换空间不足。
• 系统上的另一个进程正在消耗所有内存资源。

预防：当抛出此错误消息时，VM 会调用致命错误处理机制（即，它会生成一个致命错误日志文件，其中包含有关崩溃时线程、进程和系统的有用信息）。在本机堆耗尽的情况下，日志中的堆内存和内存映射信息会很有用。

错误 7 – 原因 stack_trace_with_native_method：

每当抛出此错误消息（原因 stack_trace_with_native_method）时，就会打印堆栈跟踪，其中顶部帧是本机方法，这表明本机方法遇到分配失败。此消息与上一条消息之间的区别在于，分配失败是在Java本机接口 (JNI) 或本机方法中检测到的，而不是在 JVM 代码中检测到的。

Java

// Java program to illustrate
// new native thread error
 
import java.util.*;
 
public class GFG {
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        while (true) {
            new Thread(new Runnable() {
                public void run()
                {
                    try {
                        Thread.sleep(1000000000);
                    }
                    catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}

确切的本机线程限制取决于平台。例如，测试 Mac OS X 显示： 64 位 Mac OS X 10.9， Java 1.7.0_45 – JVM 在创建 #2031 线程后死亡

预防：使用操作系统的本机实用程序进一步诊断问题。有关可用于各种操作系统的工具的更多信息，请参阅本机操作系统工具。