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JVM 性能调优- 五种内存溢出(5)

article 2024/9/22 1:45:48

在介绍之前先简单介绍下直接内存（Direct Memory）和堆内存（Heap Memory）：

关系：
- 直接内存并不是Java虚拟机的一部分，它是通过Java的NIO库中的ByteBuffer来分配和管理的。直接内存通常由操作系统的本地内存（Native Memory）提供支持。
- 堆内存是Java虚拟机的一部分，用于存储Java对象。堆内存由Java虚拟机的堆内存分配器来分配和管理。
区别：
- 分配方式：直接内存是通过调用操作系统的本地内存分配函数来分配的，而堆内存是由Java虚拟机的堆内存分配器来分配的。
- 受限性：直接内存不受Java堆大小的限制，它可以分配的内存量通常受限于操作系统本地内存的大小。而堆内存的大小受Java虚拟机的堆内存分配器和-Xmx参数的限制。
- 垃圾回收：直接内存不受Java对象垃圾回收的影响，因此，直接内存的分配和释放不会触发Java堆的垃圾回收操作。而堆内存中的Java对象会受到Java堆的垃圾回收操作的影响。
- 性能：直接内存的分配和释放通常比堆内存更高效，因为它直接利用了操作系统的本地内存管理机制。而堆内存的分配和释放涉及到Java虚拟机的堆内存分配器的复杂逻辑。

总结起来，直接内存和堆内存是Java中两种不同的内存区域，它们有着不同的分配方式、受限性、垃圾回收机制和性能特点。

Java 中的内存溢出是很常见的场景，除了程序计数器外，JVM内存的其他几个运行时区域都有可能发生 OutOfMemoryError(OOM)异常。下面通过一些场景来验证JVM不同内存区域造成 OOM 的情况。

内存溢出分类

内存溢出，我们可以想象一下生活中的场景，比如我们给水杯倒水，当水杯满了后，继续倒水，就会出现水溢出了。我们把水杯比作内存区域，水比作对象，当对象创建多了，又没有及时把水倒掉或者喝掉，就会越倒越多，最后水漫出来了。

JVM 中最常见的两个错误就是 StackoverflowError（栈溢出）和 OutofMemoryError（堆溢出）。而 OutOfMemoryError 又有 5 种异常。

java.lang.OutOfMemoryError：java heap space（堆内存溢出异常）
java.lang.OutOfMemoryError：GC overhead limit exceeded（GC 回收时间过长）
java.lang.OutOfMemoryError：Direct buffer memory（直接内存异常）
java.lang.OutOfMemoryError：unable to create new native thread（创建线程数达到上限异常）
java.lang.OutOfMemoryError：Metaspace（元空间内存不足）

StackoverflowError 和 OutofMemoryError 属于 Error，如下图的类继承关系图。

栈溢出异常

如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出 StackOverflowError 异常。

栈溢出的场景，最简单的方式是多次递归调用。分配的栈空间大小一般为 512 KB，如果用完了，则会抛出异常。

编写代码

package com.test;

public class TestStackOverflowError {
    public static void main(String[] args) {
        stackOverflowError();
    }

    private static void stackOverflowError() {
        stackOverflowError();
    }
}

运行程序