JVM实战（30）——模拟堆内存溢出

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阶段1、深入多线程

阶段2、深入多线程设计模式

阶段3、深入juc源码解析

阶段4、深入jdk其余源码解析

阶段5、深入jvm源码解析

一、简介

本章，我们将通过示例代码演示Java堆内存区域是如何发生内存溢出的，并根据内存快照进行分析。

我们回顾下堆内存溢出的一个场景：系统负载很高，不停的在Eden区创建新对象，直到触发Young GC，但是由于并发太高，Young GC发现Eden区存活对象非常多，Survivor无法容纳，只能把大批存活对象转移到老年代。经过几次这种Young GC之后，老年代也满了，于是触发Full GC，但是Full GC之后老年代里还是塞满了对象，导致Young GC过后的存活对象无处可安放，最终引发堆内存溢出。

二、示例程序

2.1 程序源码

    package com.mx.jvm;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class Demo3 {
        public static void main(String[] args) {
            long counter = 0L;
            List<Object> list = new ArrayList<Object>();
    
            while (true) {
                list.add(new Object());
                System.out.println("当前创建了第" + ++counter + "个对象");
            }
        }

上述代码很简单，就是不停的创建对象，由于对象由一个while循环外部的List引用着，且main()方法是无限执行的，所以这些创建的对象始终不会被回收掉。这样最终Eden区、老年代的空间都会被占满。

2.2 JVM参数

我们设置下堆内存的总大小为5MB：-Xms5m -Xmx5m -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:gc.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./，这样就可以快速触发堆内存溢出。程序执行后的打印日志输出如下：

    当前创建了第160063个对象
    当前创建了第160064个对象
    当前创建了第160065个对象
    java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    Dumping heap to ./\java_pid6412.hprof ...
    Heap dump file created [7250823 bytes in 0.058 secs]
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
        at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210)
        at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181)
        at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:261)
        at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:235)
        at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:227)
        at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:458)
        at com.mx.jvm.Demo3.main(Demo3.java:12)

可以看到，在5MB的堆内存中，不断创建Obejct对象，当创建到第160065个对象时，堆内存实在放不下了，从而引发java.lang.OutOfMemoryError。