推荐收藏 | 9种 OOM 常见缘由及解决方案！

导读：当 JVM 内存严重不足时，就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError 错误。本文总结了常见的 OOM 缘由及其解决方法，以下图所示。若有遗漏或错误，欢迎补充指正。

一、Java heap space

当堆内存（Heap Space）没有足够空间存放新建立的对象时，就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError:Javaheap space错误（根据实际生产经验，能够对程序日志中的 OutOfMemoryError 配置关键字告警，一经发现，当即处理）。

- 缘由分析

Javaheap space错误产生的常见缘由能够分为如下几类：

• 请求建立一个超大对象，一般是一个大数组。
• 超出预期的访问量/数据量，一般是上游系统请求流量飙升，常见于各种促销/秒杀活动，能够结合业务流量指标排查是否有尖状峰值。
• 过分使用终结器（Finalizer），该对象没有当即被 GC。
• 内存泄漏（Memory Leak），大量对象引用没有释放，JVM 没法对其自动回收，常见于使用了 File 等资源没有回收。

- 解决方案

针对大部分状况，一般只须要经过 -Xmx参数调高 JVM 堆内存空间便可。若是仍然没有解决，能够参考如下状况作进一步处理：

• 若是是超大对象，能够检查其合理性，好比是否一次性查询了数据库所有结果，而没有作结果数限制。

• 若是是业务峰值压力，能够考虑添加机器资源，或者作限流降级。

• 若是是内存泄漏，须要找到持有的对象，修改代码设计，好比关闭没有释放的链接。

二、GC overhead limit exceeded

当 Java 进程花费 98% 以上的时间执行 GC，但只恢复了不到 2% 的内存，且该动做连续重复了 5 次，就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded错误。简单地说，就是应用程序已经基本耗尽了全部可用内存， GC 也没法回收。

此类问题的缘由与解决方案跟 Javaheap space很是相似，能够参考上文。

三、Permgen space

该错误表示永久代（Permanent Generation）已用满，一般是由于加载的 class 数目太多或体积太大。

- 缘由分析

永久代存储对象主要包括如下几类：

1. 加载/缓存到内存中的 class 定义，包括类的名称，字段，方法和字节码；
2. 常量池；
3. 对象数组/类型数组所关联的 class；
4. JIT 编译器优化后的 class 信息。

PermGen 的使用量与加载到内存的 class 的数量/大小正相关。

- 解决方案

根据 Permgen space 报错的时机，能够采用不一样的解决方案，以下所示：

• 程序启动报错，修改 -XX:MaxPermSize启动参数，调大永久代空间。
• 应用从新部署时报错，极可能是没有应用没有重启，致使加载了多份 class 信息，只需重启 JVM 便可解决。
• 运行时报错，应用程序可能会动态建立大量 class，而这些 class 的生命周期很短暂，可是 JVM 默认不会卸载 class，能够设置 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled和 -XX:+UseConcMarkSweepGC这两个参数容许 JVM 卸载 class。

若是上述方法没法解决，能够经过 jmap 命令 dump 内存对象 jmap-dump:format=b,file=dump.hprof，而后利用 Eclipse MAT www.eclipse.org/mat功能逐一分析开销最大的 classloader 和重复 class。

四、Metaspace

JDK 1.8 使用 Metaspace 替换了永久代（Permanent Generation），该错误表示 Metaspace 已被用满，一般是由于加载的 class 数目太多或体积太大。

此类问题的缘由与解决方法跟 Permgenspace很是相似，能够参考上文。须要特别注意的是调整 Metaspace 空间大小的启动参数为 -XX:MaxMetaspaceSize。

五、Unable to create new native thread

每一个 Java 线程都须要占用必定的内存空间，当 JVM 向底层操做系统请求建立一个新的 native 线程时，若是没有足够的资源分配就会报此类错误。

- 缘由分析

JVM 向 OS 请求建立 native 线程失败，就会抛出 Unableto createnewnativethread，常见的缘由包括如下几类：

1. 线程数超过操做系统最大线程数 ulimit 限制；
2. 线程数超过 kernel.pid_max（只能重启）；
3. native 内存不足；

该问题发生的常见过程主要包括如下几步：

1. JVM 内部的应用程序请求建立一个新的 Java 线程；
2. JVM native 方法代理了该次请求，并向操做系统请求建立一个 native 线程；
3. 操做系统尝试建立一个新的 native 线程，并为其分配内存；
4. 若是操做系统的虚拟内存已耗尽，或是受到 32 位进程的地址空间限制，操做系统就会拒绝本次 native 内存分配；
5. JVM 将抛出 java.lang.OutOfMemoryError:Unableto createnewnativethread错误。

- 解决方案

• 升级配置，为机器提供更多的内存；
• 下降 Java Heap Space 大小；
• 修复应用程序的线程泄漏问题；
• 限制线程池大小；
• 使用 -Xss 参数减小线程栈的大小；
• 调高 OS 层面的线程最大数：执行 ulimia-a查看最大线程数限制，使用 ulimit-u xxx调整最大线程数限制。

ulimit -a .... 省略部份内容 ..... max user processes (-u) 16384

六、Out of swap space？

该错误表示全部可用的虚拟内存已被耗尽。虚拟内存（Virtual Memory）由物理内存（Physical Memory）和交换空间（Swap Space）两部分组成。当运行时程序请求的虚拟内存溢出时就会报 Outof swap space?错误。

- 缘由分析

该错误出现的常见缘由包括如下几类：

• 地址空间不足；
• 物理内存已耗光；
• 应用程序的本地内存泄漏（native leak），例如不断申请本地内存，却不释放。
• 执行 jmap-histo:live命令，强制执行 Full GC；若是几回执行后内存明显降低，则基本确认为 Direct ByteBuffer 问题。

- 解决方案

根据错误缘由能够采起以下解决方案：

• 升级地址空间为 64 bit；

• 使用 Arthas 检查是否为 Inflater/Deflater 解压缩问题，若是是，则显式调用 end 方法。

• Direct ByteBuffer 问题能够经过启动参数 -XX:MaxDirectMemorySize调低阈值。

• 升级服务器配置/隔离部署，避免争用。

七、 Kill process or sacrifice child

有一种内核做业（Kernel Job）名为 Out of Memory Killer，它会在可用内存极低的状况下“杀死”（kill）某些进程。OOM Killer 会对全部进程进行打分，而后将评分较低的进程“杀死”，具体的评分规则能够参考 Surviving the Linux OOM Killer。

不一样于其余的 OOM 错误， Killprocessorsacrifice child错误不是由 JVM 层面触发的，而是由操做系统层面触发的。

- 缘由分析

默认状况下，Linux 内核容许进程申请的内存总量大于系统可用内存，经过这种“错峰复用”的方式能够更有效的利用系统资源。

然而，这种方式也会无可避免地带来必定的“超卖”风险。例如某些进程持续占用系统内存，而后致使其余进程没有可用内存。此时，系统将自动激活 OOM Killer，寻找评分低的进程，并将其“杀死”，释放内存资源。

- 解决方案

• 升级服务器配置/隔离部署，避免争用。

• OOM Killer 调优。

八、Requested array size exceeds VM limit

JVM 限制了数组的最大长度，该错误表示程序请求建立的数组超过最大长度限制。

JVM 在为数组分配内存前，会检查要分配的数据结构在系统中是否可寻址，一般为 Integer.MAX_VALUE-2。

此类问题比较罕见，一般须要检查代码，确认业务是否须要建立如此大的数组，是否能够拆分为多个块，分批执行。

九、Direct buffer memory

Java 容许应用程序经过 Direct ByteBuffer 直接访问堆外内存，许多高性能程序经过 Direct ByteBuffer 结合内存映射文件（Memory Mapped File）实现高速 IO。

- 缘由分析

Direct ByteBuffer 的默认大小为 64 MB，一旦使用超出限制，就会抛出 Directbuffer memory错误。

- 解决方案

1. Java 只能经过 ByteBuffer.allocateDirect 方法使用 Direct ByteBuffer，所以，能够经过 Arthas 等在线诊断工具拦截该方法进行排查。
2. 检查是否直接或间接使用了 NIO，如 netty，jetty 等。
3. 经过启动参数 -XX:MaxDirectMemorySize调整 Direct ByteBuffer 的上限值。
4. 检查 JVM 参数是否有 -XX:+DisableExplicitGC选项，若是有就去掉，由于该参数会使 System.gc()失效。
5. 检查堆外内存使用代码，确认是否存在内存泄漏；或者经过反射调用 sun.misc.Cleaner的 clean()方法来主动释放被 Direct ByteBuffer 持有的内存空间。
6. 内存容量确实不足，升级配置。

推荐工具&产品

JVM 内存分析工具 mat

• Eclipse Memory Analyzer

www.eclipse.org/mat

阿里云 APM 产品，支持 OOM 异常关键字告警

• ARMS

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阿里 Java 在线诊断工具 Arthas(阿尔萨斯)

• alibaba Arthas

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做者 | 智哥

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