工作中最常见的 6 种 OOM 问题

前言

今天跟大家一起聊聊线上服务出现 OOM 问题的 6 种场景，希望对你会有所帮助。

一、堆内存 OOM

堆内存 OOM 是最常见的 OOM 了。

出现堆内存 OOM 问题的异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

此 OOM 是由于 JVM 中 heap 的最大值，已经不能满足需求了。

举个例子：

public class HeapOOMTest {
    public static void main(String[] args) {        List<HeapOOMTest> list = Lists.newArrayList();        while (true) {            list.add(new HeapOOMTest());        }    }}

这里创建了一个 list 集合，在一个死循环中不停往里面添加对象。

执行结果：

出现了 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 的堆内存溢出。

很多时候，excel 一次导出大量的数据，获取在程序中一次性查询的数据太多，都可能会出现这种 OOM 问题。

我们在日常工作中一定要避免这种情况。

二、栈内存 OOM

有时候，我们的业务系统创建了太多的线程，可能会导致栈内存 OOM。

出现堆内存 OOM 问题的异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

给大家举个例子：

public class StackOOMTest {    public static void main(String[] args) {        while (true) {            new Thread().start();        }    }}

使用一个死循环不停创建线程，导致系统产生了大量的线程。

执行结果：

如果实际工作中，出现这个问题，一般是由于创建的线程太多，或者设置的单个线程占用内存空间太大导致的。

建议在日常工作中，多用线程池，少自己创建线程，防止出现这个 OOM。

三、栈内存溢出

我们在业务代码中可能会经常写一些递归调用，如果递归的深度超过了 JVM 允许的最大深度，可能会出现栈内存溢出问题。

出现栈内存溢出问题的异常信息如下：

java.lang.StackOverflowError

例如：

public class StackFlowTest {    public static void main(String[] args) {        doSamething();    }
    private static void doSamething() {        doSamething();    }}

执行结果：

出现了 java.lang.StackOverflowError 栈溢出的错误。

我们在写递归代码时，一定要考虑递归深度。即使是使用 parentId 一层层往上找的逻辑，也最好加一个参数控制递归深度。防止因为数据问题导致无限递归的情况，比如：id 和 parentId 的值相等。

四、直接内存 OOM

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域。

它来源于 NIO，通过存在堆中的 DirectByteBuffer 操作 native 内存，是属于堆外内存，可以直接向系统申请的内存空间。

出现直接内存 OOM 问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory

例如下面这样的：

public class DirectOOMTest {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;
    public static void main(String[] args) {        ArrayList<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();        int count = 0;        try {            while (true) {                // 使用直接内存                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);                list.add(byteBuffer);                count++;                try {                    Thread.sleep(100);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        } finally {            System.out.println(count);        }    }}

执行结果：

会看到报出来 java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory 直接内存空间不足的异常。

五、GC OOM

GC OOM 是由于 JVM 在 GC 时，对象过多，导致内存溢出，建议调整 GC 的策略。

出现 GC OOM 问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

为了方便测试，我先将 IDEA 中的最大和最小堆大小都设置成 10M：

-Xmx10m -Xms10m

例如下面这个例子：

public class GCOverheadOOM {    public static void main(String[] args) {        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {            executor.execute(() -> {                try {                    Thread.sleep(10000);                } catch (InterruptedException e) {                }            });        }    }}

执行结果：

出现这个问题是由于 JVM 在 GC 的时候，对象太多，就会报这个错误。

我们需要改变 GC 的策略。

在老代 80% 时就是开始 GC，并且将 -XX:SurvivorRatio（-XX:SurvivorRatio=8）和 -XX:NewRatio（-XX:NewRatio=4）设置的更合理。

六、元空间 OOM

JDK 8 之后使用 Metaspace 来代替永久代，Metaspace 是方法区在HotSpot中的实现。

Metaspace 不在虚拟机内存中，而是使用本地内存也就是在 JDK 8 中的 ClassMetadata，被存储在叫做 Metaspace 的 native memory。

出现元空间 OOM 问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

为了方便测试，我修改一下 IDEA 中的 JVM 参数，增加下面的配置：

-XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m

指定了元空间和最大元空间都是 10M。

接下来，看看下面这个例子：

public class MetaspaceOOMTest {    static class OOM {    }
    public static void main(String[] args) {        int i = 0;        try {            while (true) {                i++;                Enhancer enhancer = new Enhancer();                enhancer.setSuperclass(OOM.class);                enhancer.setUseCache(false);                enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {                    @Override                    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {                        return methodProxy.invokeSuper(o, args);                    }                });                enhancer.create();            }        } catch (Throwable e) {            e.printStackTrace();        }    }}