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title: "02-内存溢出"
created: 2025-12-02
tags:
  - Java
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# 内存溢出

## 什么是内存溢出（OutOfMemoryError，OOM）

### 概念：

OOM 是指程序运行时 **内存空间耗尽，JVM 无法再分配对象或资源时抛出的错误**，属于严重的错误类型（Error），程序无法继续运行。

### 常见的 OOM 类型：

| 错误类型 | 原因举例 |
| --- | --- |
| `Java heap space` | 对象过多，堆内存不够，如无限循环创建对象 |
| `GC overhead limit exceeded` | GC 花太多时间但几乎回收不到内存，系统已“垂死挣扎” |
| `PermGen space`（Java 8 前） | 类加载太多，永久代爆了（常见于动态生成类、反复部署 web 项目） |
| `Metaspace`（Java 8+） | 类元信息过多导致元空间（Metaspace）耗尽 |
| `unable to create new native thread` | 系统线程数量超过限制，创建新线程失败 |
| `Direct buffer memory` | NIO 中的堆外内存分配过多，超过设置上限 |

### 示例：

```java
public static void main(String[] args) {
    List<byte[]> list = new ArrayList<>();
    while (true) {
        list.add(new byte[10 * 1024 * 1024]); // 不断占用堆
    }
}
// 运行一会儿会报：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
```

### 解决策略：

- 优化代码逻辑，避免大量无效对象创建
- 限制集合增长、线程数量、反射类生成
- 合理配置 JVM 参数（如 `-Xmx`, `-XX:MaxMetaspaceSize` 等）
- 使用监控工具（VisualVM、MAT、Arthas）定位 OOM 根因

## 补充：一张复现实验清单

OOM 类型不同，复现姿势也不同。都带上 `-Xmx`/`-Xss` 限制跑，几秒内就能看到抛错：

| 想复现什么 | 最小实验 |
| --- | --- |
| Java heap space | `while(true) list.add(new byte[1024*1024])`（即上文示例） |
| Metaspace | CGLIB/ASM 在循环里动态生成类：`Enhancer e = new Enhancer(); e.setSuperclass(Clazz.class); e.create();` |
| unable to create new native thread | 循环 `new Thread(() -> LockSupport.park()).start()` |
| Direct buffer memory | 循环 `ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024)` |

亲手各跑一遍，比背八股记得牢得多——每个 Error 抛出的瞬间，正好对应 JVM 的一块内存区域（堆/元空间/线程栈/堆外）。

## 补充：线上 OOM 排查的标准动作

1. **先留住现场**：JVM 参数加 `-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/data/dump/`，OOM 发生时自动落一份 hprof；
2. **看 Error 全文**：`Java heap space` 还是 `Metaspace` 还是 `native thread`，先定位是哪块区域的问题；
3. **MAT 分析 hprof**：Leak Suspects + Dominator Tree 找到占内存最大的对象和引用链；
4. **对照业务**：大对象是缓存没上限？一次查询全表？还是批量任务并发太高？

Arthas 的 `dashboard`、`heapdump` 命令适合不停机在线排查。

## 补充：相关笔记

- OOM 的"慢性前奏"（泄漏怎么逐步把内存吃光）见上一篇 [[01-内存泄漏|内存泄漏]]；
- 堆、栈、元空间这些区域本身的划分见 [[01-JVM与内存模型|JVM 与内存模型]]；
- OOM 时 GC 在干什么、为什么救不回来，见 [[03-垃圾回收与GC算法|垃圾回收与GC算法]]。

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