Javaのメモリリークとメモリオーバーフローとは何ですか-＆＃＆ベース-php.cn

メモリリークとは、プログラムがメモリを申請した後、割り当てられたメモリ領域を解放できないことを意味します。メモリオーバーフローとは、プログラムがメモリを申請したときに、申請者が使用できる十分なメモリがないこと、または int データを保存するためのストレージスペースが提供されているにもかかわらず、長いデータが保存され、その結果メモリが不足していることを意味します。 OOM エラーが報告されます。メモリリークが蓄積すると、最終的にはメモリオーバーフローが発生します。

Javaのメモリリークとメモリオーバーフローとは何ですか

#このチュートリアルの動作環境: Windows7 システム、Java8 バージョン、DELL G3 コンピューター。

1. メモリリーク:

は、プログラムがメモリを適用した後、適用されたメモリ空間を解放できないことを意味します。これは大きな影響を及ぼしますが、メモリリークが蓄積するとメモリオーバーフローが発生します。

2. メモリ不足によるメモリオーバーフロー:

は、プログラムがメモリを申請したときに、申請者が使用できる十分なメモリがないこと、つまり、メモリが不足していることを意味します。、 int 型データのストレージ領域の一部が提供されますが、long 型データを格納すると、結果としてメモリが不足し、いわゆるメモリオーバーフローである OOM エラーが報告されます。

3. 2 つの関係:

メモリリークの蓄積は、最終的にメモリオーバーフローにつながります
メモリオーバーフローとは、必要なメモリ領域がシステムによって実際に割り当てられた領域を超えていることを意味します。このとき、システムはニーズを満たすことができないことと同じであり、メモリオーバーフローエラーが報告されます。
メモリリークとは、使用するメモリ (新規) の割り当てをシステムに適用するが、使用後にメモリを返さない (削除) ことを意味します。その結果、メモリも失われます。申請したメモリにアクセスできなくなり (おそらくアドレスを失った可能性があり)、システムはそのメモリを必要なプログラムに再度割り当てることができません。鍵付きキャビネットをレンタルするのと同じで、物を保管して施錠した後、鍵を紛失したり返却しなかったりすると、そのキャビネットは誰も使用できなくなり、ゴミに出すこともできなくなります。彼に関する情報が見つからないため、リサイクルします。
メモリオーバーフロー: さまざまな方法で皿にフルーツを 4 つしか置くことができません。果物を 5 つ置きましたが、地面に落ちて食べられませんでした。これがオーバーフローです。たとえば、スタックがいっぱいのときにスタックをプッシュすると、必然的にスペースオーバーフローが発生し、これをオーバーフローといいます。スタックが空の場合、スペースオーバーフローが発生します。これをアンダーフローといいます。。つまり、割り当てられたメモリは一連のデータ項目を保持するのに十分ではありません。これはメモリオーバーフローと呼ばれます。はっきり言ってそこまでは耐えられないのでエラー報告させていただきます。

#4. メモリリークの分類 (発生方法による分類)

一般的なメモリリーク。メモリリークのあるコードは複数回実行されるため、実行されるたびにメモリリークが発生します。
時々メモリリークが発生します。メモリリークを引き起こすコードは、特定の状況または操作下でのみ発生します。頻繁と散発は相対的なものです。特定の状況では、たまにしか起こらないことが一般的になる場合があります。したがって、メモリリークを検出するには、テスト環境とテスト方法が重要です。
1 回限りのメモリリーク。メモリリークを引き起こすコードは 1 回だけ実行されるか、アルゴリズムの欠陥により、常に 1 つのみのメモリブロックがリークされます。たとえば、クラスのコンストラクターでメモリが割り当てられているが、デストラクターでメモリが解放されていない場合、メモリリークは 1 回だけ発生します。

5. メモリオーバーフローの原因と解決策:

(1) メモリオーバーフローの原因:

(2) メモリオーバーフローの解決策解決策:

最初のステップは、JVM 起動パラメータを変更し、メモリを直接増やすことです。 (-Xms および -Xmx パラメーターを必ず追加してください。)

2 番目のステップは、エラーログをチェックして、「OutOfMemory」エラーの前に他の例外またはエラーがあるかどうかを確認することです。

3 番目のステップは、コードを詳しく調べて分析し、メモリオーバーフローが発生する可能性のある場所を特定することです。

次の点に注目してください:

データベースクエリにすべてのデータを取得するクエリがあるかどうかを確認します。一般に、10 万件のレコードが一度にメモリにフェッチされると、メモリオーバーフローが発生する可能性があります。この問題は比較的隠されています。オンラインになる前はデータベース内のデータが少なく、問題が発生する可能性は低かったのですが、オンラインになった後はデータベース内のデータが増え、1 つのクエリでメモリオーバーフローが発生する可能性があります。したがって、データベースクエリにはページングを使用するようにしてください。
コード内に無限ループや再帰呼び出しがないか確認してください。
新しいオブジェクトエンティティを繰り返し生成する大規模なループが存在するかどうかを確認します。
データベースクエリに全データを一度に取得するクエリがあるか確認してください。一般に、10 万件のレコードが一度にメモリにフェッチされると、メモリオーバーフローが発生する可能性があります。この問題は比較的隠されています。オンラインになる前はデータベース内のデータが少なく、問題が発生する可能性は低かったのですが、オンラインになった後はデータベース内のデータが増え、1 つのクエリでメモリオーバーフローが発生する可能性があります。したがって、データベースクエリにはページングを使用するようにしてください。
List や MAP などのコレクションオブジェクトが使用後に消去されていないか確認してください。 List や MAP などのコレクションオブジェクトには常にオブジェクトへの参照があるため、これらのオブジェクトは GC によってリサイクルできません。

#4 番目のステップは、メモリ表示ツールを使用してメモリ使用量を動的に表示することです

JVM8 メモリモデル

メモリオーバーフローの 10 のシナリオ

JVM の実行時には、まずクラスローダー (classLoader) を使用して、次のバイトコードファイルをロードする必要があります。必要なクラス。ロード後、実行のために実行エンジンに渡されますが、実行プロセス中には、データを保存するための一定期間のスペースが必要になります (CPU やメインメモリに似ています)。このメモリ空間の割り当てと解放のプロセスは、注意が必要なランタイムデータ領域です。メモリオーバーフローは、クラスローダーのロード中に発生します。メモリオーバーフローは、OutOfMemoryError と StackOverflowError の 2 つのカテゴリに分類されます。以下に 10 個のメモリオーバーフローの状況をリストし、サンプルコードを通じてメモリオーバーフローがどのように発生するかを説明します。

1.java ヒープメモリオーバーフロー

java.lang.OutOfMemoryError:Java ヒープスペース例外が発生すると、ヒープメモリがオーバーフローします。

1)、問題の説明

#jvm メモリセットが小さすぎ、オブジェクトに必要なメモリが大きすぎます。オブジェクトの作成時に割り当てられるため、この例外がスローされます。
トラフィック/データのピーク時には、特定のユーザー数や特定のデータ量など、アプリケーション自体の処理に特定の制限があります。ユーザー数またはデータ量が突然急増し、予想されるしきい値を超えると、ピークが停止する前に正常に実行されていた操作が停止し、java.lang.OutOfMemoryError: Java Heap Space Error
## がトリガーされます。
##2)、サンプルコード

次のコードをコンパイルし、実行中に jvm パラメータを -Xms20m -Xmx20m に設定します

上記例リクエストのみの場合 1回5mのメモリを確保した場合、リクエスト量は少なくガベージコレクションは正常に行われエラーは発生しませんが、一度同時実行が発生するとメモリの最大値を超えてメモリオーバーフローが発生します投げられるだろう。

3. 解決策

まず、コードに問題がない場合は、2 つの jvm パラメーター -Xms と -Xmx を適切に調整し、ストレステストを使用してこれらを調整します。最適値を達成するための 2 つのパラメータ。

2 番目に、ファイルのアップロードやデータベースからの大きなバッチの取得など、大きなオブジェクトのアプリケーションを避けるようにしてください。これは避ける必要があります。チャンクまたはバッチで処理するようにしてください。これは、通常の安定した処理に役立ちます。システムの実行。

最後に、リクエストの実行速度を上げてみます。ガベージコレクションは早ければ早いほど良いです。そうしないと、大量の同時実行が発生したときに、新しいリクエストがメモリを割り当てることができなくなり、システムの雪崩を容易に引き起こします。

2、Java ヒープメモリリーク

1)、問題の説明

Java のメモリリークは、次のようなオブジェクトです。 not アプリケーションによって再度使用されますが、ガベージコレクションによって認識されません。したがって、これらの未使用のオブジェクトは Java ヒープ領域に無期限に存在し続けます。一定の蓄積により、最終的には java.lang.OutOfMemoryError がトリガーされます。

2)、サンプルコード

上記のコードを実行すると、純粋なキャッシュソリューションが基になるスケールを 10,000 にマッピングするだけであると仮定すると、問題なく永久に実行されることが期待されるかもしれません。 HashMap にすでに存在するすべてのキーの代わりに要素を追加します。ただし、キークラスはそのquals() メソッドをオーバーライドしないため、実際には要素は追加され続けます。

漏洩したコードは継続的に使用されるため、時間の経過とともに「キャッシュされた」結果が大量の Java ヒープ領域を消費することになります。リークしたメモリがヒープ領域内のすべての使用可能なメモリを埋めると、ガベージコレクションでクリーンアップできなくなり、java.lang.OutOfMemoryError が発生します。

3)、解決策

対応する解決策は比較的単純で、equals メソッドを書き直すだけです:

3. ガベージコレクションタイムアウトのメモリオーバーフロー

1)、問題の説明: アプリケーションが使用可能なメモリをすべて使い果たし、GC オーバーヘッド制限がエラーを超え、GC がエラーのクリアに複数回失敗すると、java.lang がトリガーされます。 JVM が GC の実行に多くの時間を費やしても効果はほとんどなく、GC プロセス全体が制限を超えると、エラーがトリガーされます (デフォルトの JVM 構成の GC 時間は 98% を超え、リサイクルされたヒープメモリは 2 未満です) %)。

2)、サンプルコード

3)、解決策

オブジェクトのライフサイクルを短縮するには、ガベージコレクションを迅速に実行してみてください。

4. メタスペースメモリオーバーフロー

1)、問題の説明

メタスペースがオーバーフローすると、システムは Java をスローします。 .lang.OutOfMemoryError: メタスペース。この異常な問題の原因は、システムに大量のコードがあるか、多くのサードパーティパッケージを参照しているか、動的コード生成とクラスロードが使用されており、その結果、メタスペース内で大きなメモリフットプリントが発生することです。

2)、サンプルコード

3)、解決策

デフォルトでは、メタスペースのサイズはローカルメモリによってのみ制限されます。ただし、マシン全体のパフォーマンスの観点から、この項目はマシン全体のサービスダウンを引き起こさないようにできる限り設定する必要があります。

他の JVM プロセスに影響を与えないようにパラメーター構成を最適化します

-XX:MetaspaceSize、初期スペースサイズ、この値が指定された場合にガベージコレクションがトリガーされますタイプのアンロードを実行すると、GC が値を調整します。大量のスペースが解放されると、値は適切に下げられます。解放されるスペースが少量の場合は、値を超えない限り、値は適切に増加します。 MaxMetaspaceSize。

-XX:MaxMetaspaceSize、最大スペース。デフォルトでは制限はありません。

上記の 2 つのサイズ指定オプションに加えて、2 つの GC 関連属性があります: -XX:MinMetaspaceFreeRatio. GC 後、メタスペースの最小残りスペース容量の割合が、割り当てられたスペースまで減ります。コレクション。 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio、GC 後、メタスペースの最大残りスペース容量のパーセンテージが、スペースの解放によって発生するガベージコレクションに減らされます。

サードパーティパッケージを慎重に参照してください

サードパーティパッケージについては、慎重に選択し、不要なパッケージを削除してください。これは、コンパイルとパッケージ化の速度を向上させるだけでなく、リモート展開の速度も向上します。

クラスを動的に生成するフレームワークに重点を置く

動的に生成されるクラスを多数使用するフレームワークについては、ストレステストを行って検証する必要があります。動的に生成されたクラスメモリ要件を超えると、例外がスローされます。

5. ダイレクトメモリオーバーフロー

1) 問題の説明

ByteBuffer で assignDirect() を使用する場合に使用されます。多くの javaNIO (netty など) フレームワークは他のメソッドとしてカプセル化されており、この問題が発生すると、java.lang.OutOfMemoryError: ダイレクトバッファメモリ例外がスローされます。

ByteBuffer の assignDirect メソッドをクリアせずに直接または間接的に使用すると、同様の問題が発生します。

2)、サンプルコード

3)、解決策

同様の操作を頻繁に行う場合は、パラメーターの設定を検討してください: -XX: MaxDirectMemorySize を設定し、時間内にメモリをクリアします。

6. スタックメモリオーバーフロー

1)、問題の説明

スレッドが Java メソッドを実行すると、JVM新しいスタックフレームが作成され、スタックの先頭にプッシュされます。このとき、新しいスタックフレームが現在のスタックフレームとなり、メソッドの実行時にパラメータ、ローカル変数、中間命令などのデータを格納するためにスタックフレームが使用されます。

メソッドがそれ自体を再帰的に呼び出すと、新しいメソッドによって生成されたデータ (新しいスタックフレームとしても理解できます) がスタックの先頭にプッシュされます。メソッドがそれ自体を呼び出すたびに、現在のメソッドのデータがスタックにプッシュされます。したがって、再帰の各レベルでは、新しいスタックフレームを作成する必要があります。その結果、スタック内のメモリが再帰呼び出しによって消費され、再帰呼び出しが 100 万回行われると、100 万個のスタックフレームが生成されます。これにより、スタックメモリのオーバーフローが発生します。

2)、サンプルコード

3)、解決策

実際にプログラム内に再帰呼び出しがあり、スタックオーバーフローが発生した場合は、次の値を増やすことができます。 -Xss サイズにより、スタックメモリのオーバーフローの問題を解決できます。再帰呼び出しにより無限ループの形成が防止されます。そうしないと、スタックメモリのオーバーフローが発生します。

7. ローカルスレッド作成時のメモリオーバーフロー

1) 問題の説明

スレッドは基本的にローカルスレッド以外のメモリ領域のみを占有します。このエラーは、ヒープ以外のメモリ領域をスレッドに割り当てることができないことを示します。これは、メモリ自体が十分ではないか、ヒープ領域が大きく設定されすぎてメモリがあまり残っていないためです。、そしてスレッドのせいでメモリ自体を消費するので十分ではありません。

2)、サンプルコード

3)、解決策

最初に、オペレーティングシステムにスレッド数の制限があるかどうかを確認します。、シェルを使用するスレッドも作成できません。これが問題である場合は、システムがサポートできるファイルの最大数を調整する必要があります。

日々の開発では、スレッドの最大数が制御可能であることを確認し、スレッドプールを恣意的に使用しないようにしてください。際限なく成長することはできません。

8. スワップ領域を超えたメモリオーバーフロー

1) 問題の説明

Java アプリケーションの起動プロセス中, 必要なメモリは、-Xmx およびその他の同様の起動パラメータによって制限できます。 JVM によって要求された合計メモリが利用可能な物理メモリよりも大きい場合、オペレーティングシステムはメモリからハードディスクへのコンテンツの変換を開始します。

一般に、JVM はスワップ領域不足エラーをスローします。これは、アプリケーションが JVM ネイティブヒープにメモリを割り当てるように要求できず、ネイティブヒープが枯渇しそうになった場合に、エラーメッセージに次の内容が含まれることを意味します。割り当て失敗のサイズ (ワードセクション) とリクエスト失敗の理由。

2)、解決策

システムのスワップ領域のサイズを増やします。個人的には、スワップ領域を使用するとパフォーマンスが大幅に低下すると思います。この方法は推奨されません。最大メモリはシステムの物理メモリを超えます。次に、システムスワップ領域を削除し、アプリケーションのパフォーマンスを確保するためにシステムメモリのみを使用します。

9. 配列オーバーフローメモリオーバーフロー

1) 問題の説明この種のメモリオーバーフローの説明が発生することがあります要求された配列サイズが VM の制限を超えています一般に、Java には、アプリケーションが割り当てることができる配列の最大サイズに制限があります。この制限はプラットフォームによって異なりますが、通常は 10 ～ 21 億要素です。「要求された配列サイズが VM 制限を超えています」エラーが発生する場合、アプリケーションが Java 仮想マシンがサポートできるよりも大きい配列を割り当てようとしていることを意味します。 JVM は配列にメモリを割り当てる前に、割り当てられたデータ構造がこのプラットフォームでアドレス指定可能かどうかというプラットフォーム固有のチェックを実行します。

2)、サンプルコード

以下は配列が上限を超えているコードです。

3)、解決策

したがって、配列の長さはプラットフォームで許可されている長さの範囲内である必要があります。ただし、主に Java 配列のインデックスが int 型であるため、このエラーが発生することは一般にまれです。 Java の最大の正の整数は 2^31 - 1 = 2,147,483,647 です。また、プラットフォーム固有の制限はこの数値に非常に近い可能性があります。たとえば、私の環境 (64 ビット macOS、Jdk1.8 を実行) では、最大 2,147,483,645 (Integer.MAX_VALUE-2) の長さの配列を初期化できます。配列の長さが 1 増加して nteger.MAX_VALUE-1 に達すると、OutOfMemoryError が発生します。

10. システムがプロセスメモリオーバーフローを強制終了します

1). 問題の概要. 問題を説明する前に、まず、オペレーティングシステム: オペレーティングシステムはプロセスの概念に基づいて構築されています。これらのプロセスはカーネル内で動作します。「メモリ不足キラー」と呼ばれる非常に特殊なプロセスがあります。システムのメモリが不十分であることをカーネルが検出すると、OOM キラーがアクティブになり、現在最も多くのメモリを占有しているのが誰かを確認して、プロセスを強制終了します。

通常、「メモリ不足: プロセスを強制終了するか子を犠牲にする」エラーは、使用可能な仮想仮想メモリ (スワップ領域を含む) がオペレーティングシステム全体が危険にさらされるまで消費されるとトリガーされます。この場合、OOM Killer は「不正プロセス」を選択して強制終了します。

2)、サンプルコード

3)、解決策

スワップ領域を追加すると Java ヒープ領域例外を軽減できますが、それでも最善の解決策は、Java アプリケーションで十分なメモリを使用できるようにシステムメモリをアップグレードし、この問題が発生しないようにすることをお勧めします。

まとめ: 上記の 10 種類のメモリオーバーフローの状況を通じて、誰もが実際に問題に遭遇したときの解決方法を理解できるようになります。また、実際のコーディングでは次のことも覚えておく必要があります。

#サードパーティの jar パッケージは慎重に導入する必要があり、コンパイル速度とシステムメモリの使用率を向上させるために、不要な jar パッケージは断固として削除する必要があります。

大きなオブジェクトまたは多数のメモリアプリケーションの場合は、最適化を実行する必要があります。処理パフォーマンスを向上させ、オブジェクトのライフサイクルを短縮するために、大きなオブジェクトはスライスで処理する必要があります。
スレッドによって占有されるメモリが制御可能であることを確認するために、スレッドの数を固定するようにしてください。多数のスレッドが必要な場合、オープン接続の最大数が制限されます。オペレーティングシステムを最適化する必要があります。
再帰呼び出しの場合、再帰のレベルも制御する必要があります。高すぎたりスタックの深さを超えたりしないようにする必要があります。
スタックに割り当てられるメモリは大きければ大きいほど良いわけではありません。スタックメモリが大きければ大きいほど、スレッドの数が多くなり、ヒープ用のスペースがあまり残らなくなるためです。そして OOM を投げるのは簡単です。通常、JVM のデフォルトパラメータ (再帰を含む) には問題はありません。

推奨される関連ビデオチュートリアル: Java ビデオチュートリアル

以上がJavaのメモリリークとメモリオーバーフローとは何ですかの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。