从几个sample来学习Java堆，方法区，Java栈和本地方法栈

最近在看《深刻理解Java虚拟机》，书中给了几个例子，比较好的说明了几种OOM（OutOfMemory）产生的过程，大部分的程序员在写程序时不会太关注Java运行时数据区域的结构：

感受有必要经过几个实在的例子来加深对这几个区域的了解

1）Java堆

全部对象的实例分配都在Java堆上分配内存，堆大小由-Xmx和-Xms来调节，sample以下所示：

[java] view plain copy print ?

1. public class HeapOOM {
3. static class OOMObject{}
5. /**
6. * @param args
7. */
8. public static void main(String[] args) {
9. List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
11. while(true){
12. list.add(new OOMObject());
13. }
14. }
16. }

public class HeapOOM {
	
	static class OOMObject{}

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
		
		while(true){
			list.add(new OOMObject());
		}
	}

}

加上JVM参数-verbose:gc -Xms10M -Xmx10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，就能很快报出OOM：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

而且能自动生成Dump。

2）方法区

方法区是存放虚拟机加载类的相关信息，如类、静态变量和常量，大小由-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来调节，类太多有可能撑爆永久带：

[java] view plain copy print ?

1. public class MethodAreaOOM {
3. static class OOMOjbect{}
5. /**
6. * @param args
7. */
8. public static void main(String[] args) {
9. // TODO Auto-generated method stub
10. while(true){
11. Enhancer eh = new Enhancer();
12. eh.setSuperclass(OOMOjbect.class);
13. eh.setUseCache(false);
14. eh.setCallback(new MethodInterceptor(){
16. @Override
17. public Object intercept(Object arg0, Method arg1,
18. Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable {
19. // TODO Auto-generated method stub
20. return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
21. }
23. });
24. eh.create();
25. }
26. }
28. }

public class MethodAreaOOM {
	
	static class OOMOjbect{}

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		while(true){
			Enhancer eh = new Enhancer();
			eh.setSuperclass(OOMOjbect.class);
			eh.setUseCache(false);
			eh.setCallback(new MethodInterceptor(){

				@Override
				public Object intercept(Object arg0, Method arg1,
						Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable {
					// TODO Auto-generated method stub
					return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
				}
				
			});
			eh.create();
		}
	}

}

加上永久带的JVM参数：-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M，运行后会报以下异常：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

静态变量或常量也会有可能撑爆方法区：

[java] view plain copy print ?

1. public class ConstantOOM {
3. /**
4. * @param args
5. */
6. public static void main(String[] args) {
7. // TODO Auto-generated method stub
8. List<String> list = new ArrayList<String>();
9. int i=0;
10. while(true){
11. list.add(String.valueOf(i++).intern());
12. }
13. }
15. }

public class ConstantOOM {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		int i=0;
		while(true){
			list.add(String.valueOf(i++).intern());
		}
	}

}

一样加上JVM参数：-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M，运行后报以下异常：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

3）Java栈和本地方法栈

栈是存放线程调用方法时存储局部变量表，操做，方法出口等与方法执行相关的信息，栈大小由Xss来调节，方法调用层次太多会撑爆这个区域，samples以下所示：

[java] view plain copy print ?

1. package com.cutesource;
3. public class StackOOM {
5. /**
6. * @param args
7. */
9. private int stackLength = 1;
11. public void stackLeak(){
12. stackLength++;
13. stackLeak();
14. }
16. public static void main(String[] args) throws Throwable{
17. // TODO Auto-generated method stub
18. StackOOM oom = new StackOOM();
19. try{
20. oom.stackLeak();
21. }catch(Throwable err){
22. System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength);
23. throw err;
24. }
26. }
28. }

package com.cutesource;

public class StackOOM {

	/**
	 * @param args
	 */
	
	private int stackLength = 1;
	
	public void stackLeak(){
		stackLength++;
		stackLeak();
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Throwable{
		// TODO Auto-generated method stub
		StackOOM oom = new StackOOM();
		try{
			oom.stackLeak();
		}catch(Throwable err){
			System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength);
			throw err;
		}
		
	}

}

设置JVM参数：-Xss128k，报出异常：

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

打印出Stack length:1007，这里能够看出，在个人机器上128k的栈容量能承载深度为1007的方法调用。固然报这样的错不多见，通常只会出现无限循环的递归中，另外，线程太多也会占满栈区域：

[java] view plain copy print ?

1. package com.cutesource;
3. public class StackOOM {
5. /**
6. * @param args
7. */
9. private int stackLength = 1;
11. private void dontStop(){
12. while(true){
13. try{Thread.sleep(1000);}catch(Exception err){}
14. }
15. }
17. public void stackLeakByThread(){
18. while(true){
19. Thread t = new Thread(new Runnable(){
21. @Override
22. public void run() {
23. // TODO Auto-generated method stub
24. dontStop();
25. }
27. });
28. t.start();
29. stackLength++;
30. }
31. }
33. public static void main(String[] args) throws Throwable{
34. // TODO Auto-generated method stub
35. StackOOM oom = new StackOOM();
36. try{
37. oom.stackLeakByThread();
38. }catch(Throwable err){
39. System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength);
40. throw err;
41. }
43. }
45. }

package com.cutesource;

public class StackOOM {

	/**
	 * @param args
	 */
	
	private int stackLength = 1;
	
	private void dontStop(){
		while(true){
			try{Thread.sleep(1000);}catch(Exception err){}
		}
	}
	
	public void stackLeakByThread(){
		while(true){
			Thread t = new Thread(new Runnable(){

				@Override
				public void run() {
					// TODO Auto-generated method stub
					dontStop();
				}
				
			});
			t.start();
			stackLength++;
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Throwable{
		// TODO Auto-generated method stub
		StackOOM oom = new StackOOM();
		try{
			oom.stackLeakByThread();
		}catch(Throwable err){
			System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength);
			throw err;
		}
		
	}

}

报出异常：Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:unable to create new native thread

不过在windows上运行这个例子要当心，会出现系统假死的状况，有可能须要重启机器才行。

以上几个例子虽然比较简单，但能很好帮助普通的程序员更加直观的了解Java堆，方法区，Java栈和本地方法栈。