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内存溢出(OutOfMemory)和内存泄漏(MemoryLeak)

NIU技术那点事 2020-05-05
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一、定义

1.  内存泄漏(Memory Leak是指程序中己动态分配的堆内存由于某种原因程序未释放或无法释放,造成系统内存的浪费,导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果。

    内存泄漏缺陷具有隐蔽性、积累性的特征,比其他内存非法访问错误更难检测。因为内存泄漏的产生原因是内存块未被释放,属于遗漏型缺陷而不是过错型缺陷。此外,内存泄漏通常不会直接产生可观察的错误症状,而是逐渐积累,降低系统整体性能,极端的情况下可能使系统崩溃。

2. 内存溢出(Out Of Memory,简称OOM)指程序申请内存时,没有足够的内存供申请者使用指应用系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多,最终使得程序运行要用到的内存大于能提供的最大内存。此时程序就运行不了,系统会提示内存溢出,有时候会自动关闭软件,重启电脑或者软件后释放掉一部分内存又可以正常运行该软件,而由系统配置、数据流、用户代码等原因而导致的内存溢出错误,即使用户重新执行任务依然无法避免

二、之间关系

内存泄漏的堆积最终会导致内存溢出。内存溢出就是你要的内存空间超过了系统实际分配给你的空间,此时系统相当于没法满足你的需求,就会报内存溢出的错误。

内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用(new),可是使用完了以后却不归还(delete),结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问(也许你把它的地址给弄丢了),而系统也不能再次将它分配给需要的程序。就相当于你租了个带钥匙的柜子,你存完东西之后把柜子锁上之后,把钥匙丢了或者没有将钥匙还回去,那么结果就是这个柜子将无法供给任何人使用,也无法被垃圾回收器回收,因为找不到他的任何信息。

举一例:

1.内存溢出:你有100万时,我问你要1个亿。(给不起)

2.内存泄漏:我问你要100万,花完后,也没还给你(没退还)

3.内存泄漏堆积形成内存溢出:你有1000万,我问你要100万,花完后,自己没得花了,肯定也没钱还你,后面又继续问你要钱,又没还,一直这样(内存泄漏堆积)。最后再问你要1块钱时,你只有五毛了(内存溢出)。

三、3种内存溢出异常介绍

1. OutOfMemoryErrorJava heap space堆溢出

内存溢出主要存在问题就是出现在这个情况中。当在JVM中如果98%的时间是用于GC且可用的 Heap size 不足2%的时候将抛出此异常信息。

2. OutOfMemoryErrorPermGen space非堆溢出(永久保存区域溢出)

这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。如果你的WEB APP下都用了大量的第三方jar, 其大小超过了jvm默认的大小(4M)那么就会产生此错误信息了。如果web app用了大量的第三方jar或者应用有太多的class文件而恰好MaxPermSize设置较小,超出了也会导致这块内存的占用过多造成溢出,或者tomcat热部署时侯不会清理前面加载的环境,只会将context更改为新部署的,非堆存的内容就会越来越多。

3. OutOfMemoryErrorunable to create new native thread.无法创建新的线程

这种现象比较少见,也比较奇怪,主要是和jvm与系统内存的比例有关。这种怪事是因为JVM已经被系统分配了大量的内存(比如1.5G),并且它至少要占用可用内存的一半。

四、内存泄漏的分类(按发生方式分类)

1. 常发性内存泄漏:发生内存泄漏的代码会被多次执行到,每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。

2. 偶发性内存泄漏:发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。

常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境,偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。

3. 一次性内存泄漏:发生内存泄漏的代码只会被执行一次,或者由于算法上的缺陷,导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如,在类的构造函数中分配内存,在析构函数中却没有释放该内存,所以内存泄漏只会发生一次。

4. 隐式内存泄漏:程序在运行过程中不停的分配内存,但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏,因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序,需要运行几天,几周甚至几个月,不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以,我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。

五、内存溢出的原因及解决方法

1. 内存溢出原因:

1) 内存中加载的数据量过于庞大,如一次从数据库取出过多数据;

2) 集合类中有对对象的引用,使用完后未清空,使得JVM不能回收;

3) 代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体;

4) 使用的第三方软件中的BUG;

5) 启动参数内存值设定的过小。

2. 内存溢出的解决方案:

第一步修改JVM启动参数,直接增加内存。(-Xms-Xmx参数一定不要忘记加)

-XmxJava Heap最大值,默认值为物理内存的1/4;

-XmsJava Heap初始值,Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值,开发测试机JVM可以保留默认值;

-XmnJava Heap Young区大小,不熟悉最好保留默认值;

-Xss每个线程的Stack大小,不熟悉最好保留默认值;

-XX:PermSize:设定内存的永久保存区域; 

-XX:MaxPermSize:设定最大内存的永久保存区域;

-XX:PermSize:设定内存的永久保存区域;

-XX:NewSize:设置JVM堆的‘新生代’的默认大小;

-XX:MaxNewSize:设置JVM堆的‘新生代’的最大大小;

第二步检查错误日志,查看“OutOfMemory”错误前是否有其 它异常或错误。

第三步对代码进行走查和分析,找出可能发生内存溢出的位置。

1) 检查对数据库查询中,是否有一次获得全部数据的查询。一般来说,如果一次取十万条记录到内存,就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽,在上线前,数据库中数据较少,不容易出问题,上线后,数据库中数据多了,一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。

2) 检查代码中是否有死循环或递归调用。

3) 检查是否有大循环重复产生新对象实体。

4) 检查List、MAP等集合对象是否有使用完后,未清除的问题。List、MAP等集合对象会始终存有对对象的引用,使得这些对象不能被GC回收。

第四步使用内存查看工具动态查看内存使用情况。

比如,利用jmap和MAT等工具查看JVM运行时堆内存;以及Linux下/proc/meminfo、free -m、top等查看内存命令。

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