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某團面試：如果線上遇到了OOM，該如何檢查？如何解決？哪些方案？

Java后端技术全栈轉載: 2023-08-23 14:34:161908瀏覽

OOM 表示程式存在漏洞，可能是程式碼或 JVM 參數配置引起的。這篇文章跟讀者聊聊，Java 進程觸發了 OOM 後如何排查。

#常說對生產環境保持敬畏之心，快速解決問題也是一種敬畏的表現

為什麼OOM

OOM 全名為“Out Of Memory”，表示記憶體耗盡。當JVM 因為沒有足夠的記憶體來為物件分配空間，而垃圾回收器也已經沒有空間可回收時，就會拋出這個錯誤

為什麼會出現OOM，一般由這些問題引起

分配過少：JVM 初始化記憶體小，業務使用了大量記憶體；或不同JVM 區域分配記憶體不合理
程式碼漏洞：某一個對象經常被申請，不用了之後卻沒有被釋放，導致記憶體耗盡

記憶體洩漏：申請使用完的記憶體沒有釋放，導致虛擬機器不能再使用該內存，此時這段內存就洩漏了。因為申請者不用了，但又不能被虛擬機器分配給別人用

記憶體溢出：申請的記憶體超出了JVM 所能提供的記憶體大小，此時稱之為溢位

記憶體洩漏持續存在，最後一定會溢出，兩者是因果關係

常見的OOM

##比較常見的OOM 類型有以下幾種

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

Java7 永久代（方法區）溢出，它用於儲存已被虛擬機器加載的類別資訊、常數、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等資料。每當一個類別初次載入的時候，元資料都會存放到永久代

一般出現於大量 Class 物件或 JSP 頁面，或採用 CgLib 動態代理技術導致

我們可以透過-XX：PermSize 和-XX：MaxPermSize 修改方法區大小

##Java8 將永久代變更為元空間，並報錯：java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space，元空間記憶體不足預設進行動態擴充

java.lang.StackOverflowError

#虛擬機棧溢出，一般是由於程式中存在死迴圈或深度遞歸呼叫 造成的。如果堆疊大小設定過小也會出現溢出，可以透過-Xss 設定堆疊的大小

虛擬機器拋出堆疊溢出錯誤，可以在日誌中定位到錯誤的類別、方法

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

Java 堆記憶體溢出，溢出的原因一般由於JVM 堆記憶體設定不合理或者記憶體洩漏導致

如果是記憶體洩漏，可以透過工具查看洩漏物件到GC Roots 的參考鏈。掌握了洩漏對象的類型資訊以及GC Roots 引用鏈信息，就可以精準地定位出洩漏代碼的位置

如果不存在內存洩漏，就是內存中的對象確實都還必須存活著，那就應該檢查虛擬機器的堆疊參數（-Xmx 與-Xms），查看是否可以將虛擬機器的記憶體調大些

小結：方法區和虛擬機器棧的溢位場景不在本篇過多討論，下面主要講解常見的Java 堆空間的OOM 排查想法

查看JVM 記憶體分佈

假設我們Java 應用PID 為15162，輸入指令檢視JVM 記憶體分佈

jmap -heap 15162

[xxx@xxx ~]# jmap -heap 15162
Attaching to process ID 15162, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12

using thread-local object allocation.
Mark Sweep Compact GC

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40 # 最小堆使用比例
   MaxHeapFreeRatio         = 70 # 最大堆可用比例
   MaxHeapSize              = 482344960 (460.0MB) # 最大堆空间大小
   NewSize                  = 10485760 (10.0MB) # 新生代分配大小
   MaxNewSize               = 160759808 (153.3125MB) # 最大新生代可分配大小
   OldSize                  = 20971520 (20.0MB) # 老年代大小
   NewRatio                 = 2 # 新生代比例
   SurvivorRatio            = 8 # 新生代与 Survivor 比例
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB) # 元空间大小
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) # Compressed Class Space 空间大小限制
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB # 最大元空间大小
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB) # G1 单个 Region 大小

Heap Usage:  # 堆使用情况
New Generation (Eden + 1 Survivor Space): # 新生代
   capacity = 9502720 (9.0625MB) # 新生代总容量
   used     = 4995320 (4.763908386230469MB) # 新生代已使用
   free     = 4507400 (4.298591613769531MB) # 新生代剩余容量
   52.56726495150862% used # 新生代使用占比
Eden Space:  
   capacity = 8454144 (8.0625MB) # Eden 区总容量
   used     = 4029752 (3.8430709838867188MB) # Eden 区已使用
   free     = 4424392 (4.219429016113281MB) # Eden 区剩余容量
   47.665996699370154% used  # Eden 区使用占比
From Space: # 其中一个 Survivor 区的内存分布
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 965568 (0.92083740234375MB)
   free     = 83008 (0.07916259765625MB)
   92.083740234375% used
To Space: # 另一个 Survivor 区的内存分布
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 1048576 (1.0MB)
   0.0% used
tenured generation: # 老年代
   capacity = 20971520 (20.0MB)
   used     = 10611384 (10.119804382324219MB)
   free     = 10360136 (9.880195617675781MB)
   50.599021911621094% used

10730 interned Strings occupying 906232 bytes.

#透過檢視JVM 記憶體分配以及執行時間使用情況，可以判斷記憶體分配是否合理

另外，可以在JVM 運行時查看最耗費資源的對象，jmap -histo:live 15162 | more

JVM 記憶體物件清單依照物件所佔記憶體大小排序

instances：實例數
bytes：單位byte
class name：類別名稱

明顯看到CustomObjTest 物件實例以及佔用記憶體過多

可惜的是，方案有其限制，因為它只能排查物件佔用記憶體過高問題

其中"[" 代表數組，例如"[C" 代表Char 數組，"[B" 代表Byte 數組。如果陣列記憶體佔用過多，我們不知道哪些物件持有它，所以就需要Dump 記憶體進行離線分析

jmap -histo:live 執行此命令，JVM 會先觸發GC，再統計資訊

Dump 檔案分析

Dump 檔案是Java 進程的記憶體鏡像，其中主要包含系統資訊、虛擬機器屬性、完整的線程Dump、所有類別和物件的狀態 等資訊

當程式發生記憶體溢位或GC 例外狀況時，懷疑JVM 發生了記憶體洩漏，這時我們就可以匯出Dump 檔案分析

JVM 啟動參數配置新增以下參數

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=./（参数为 Dump 文件生成路径）

当 JVM 发生 OOM 异常自动导出 Dump 文件，文件名称默认格式：java_pid{pid}.hprof

上面配置是在应用抛出 OOM 后自动导出 Dump，或者可以在 JVM 运行时导出 Dump 文件

jmap -dump:file=[文件路径] [pid]

# 示例
jmap -dump:file=./jvmdump.hprof 15162

在本地写一个测试代码，验证下 OOM 以及分析 Dump 文件

设置 VM 参数：-Xms3m -Xmx3m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./

public static void main(String[] args) {
    List<Object> oomList = Lists.newArrayList();
   // 无限循环创建对象
    while (true) {
        oomList.add(new Object());
    }
}

通过报错信息得知，java heap space 表示 OOM 发生在堆区，并生成了 hprof 二进制文件在当前文件夹下