면접관: 온라인에서 OOM을 접하게 된다면 어떻게 해결하나요?

OOM은 개발자들이 가장 두려워하는 문제 중 하나라고 할 수 있으며, 그 원인은 기본적으로 코드나 JVM 매개변수 구성에 의해 발생합니다.

이 기사에서는 Java 프로세스가 OOM을 트리거한 후 문제를 해결하는 방법에 대해 독자에게 설명합니다.

제작 환경에 대한 경외심이 많다고 하는데, 문제를 빠르게 해결하는 것도 경외감의 표시입니다

OOM

OOM은 "Out Of Memory"를 뜻하는 "Out Of Memory"의 약자입니다. 메모리가 소진되었음을 의미합니다. JVM에 객체에 할당할 공간이 부족하고 가비지 수집기에 재활용할 공간이 없으면 이 오류가 발생합니다

OOM이 발생하는 이유는 일반적으로 이러한 문제 때문입니다

1. 너무 적습니다. 할당 : JVM 초기화 메모리가 적고, 업무상 메모리를 많이 사용하거나, JVM 영역별로 메모리 할당이 무리하다
2. 코드 취약점: 특정 객체를 자주 신청하지만 해제하지 않는다. 더 이상 사용되지 않아 메모리 소진이 발생합니다

메모리 누수: 적용한 메모리가 해제되지 않아 가상 머신에서 해당 메모리를 다시 사용할 수 없게 됩니다. 이때 이 메모리가 누수됩니다. . 신청자는 더 이상 사용하지 않지만 가상머신을 다른 사람에게 할당할 수 없기 때문입니다.

메모리 오버플로: 적용된 메모리가 JVM이 제공할 수 있는 메모리 크기를 초과하는 경우를 오버플로라고 합니다.

Common OOM

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

일반적으로 다수의 클래스 객체 또는 JSP 페이지에 나타나거나 CgLib 동적 프록시 기술을 사용하여 나타납니다

-XX: PermSize 및 -XX：MaxPermSize 메소드 영역의 크기 수정-XX：PermSize 和 -XX：MaxPermSize 修改方法区大小

Java8 将永久代变更为元空间，报错：java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space，元空间内存不足默认进行动态扩展

java.lang.StackOverflowError

虚拟机栈溢出，一般是由于程序中存在 死循环或者深度递归调用 造成的。如果栈大小设置过小也会出现溢出，可以通过 -Xss 设置栈的大小

虚拟机抛出栈溢出错误，可以在日志中定位到错误的类、方法

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

Java 堆内存溢出，溢出的原因一般由于 JVM 堆内存设置不合理或者内存泄漏导致

如果是内存泄漏，可以通过工具查看泄漏对象到 GC Roots 的引用链。掌握了泄漏对象的类型信息以及 GC Roots 引用链信息，就可以精准地定位出泄漏代码的位置

如果不存在内存泄漏，就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应该检查虚拟机的堆参数（-Xmx 与 -Xms），查看是否可以将虚拟机的内存调大些

小结：方法区和虚拟机栈的溢出场景不在本篇过多讨论，下面主要讲解常见的 Java 堆空间的 OOM 排查思路

查看 JVM 内存分布

假设我们 Java 应用 PID 为 15162，输入命令查看 JVM 内存分布 jmap -heap 15162

Java8은 영구 생성을 메타스페이스로 변경하고 오류가 보고됩니다: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space. 메모리가 부족하고 기본적으로 동적으로 확장됩니다

java.lang.StackOverflowError

JVM 메모리 분포 보기

[xxx@xxx ~]# jmap -heap 15162
Attaching to process ID 15162, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12

using thread-local object allocation.
Mark Sweep Compact GC

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40 # 最小堆使用比例
   MaxHeapFreeRatio         = 70 # 最大堆可用比例
   MaxHeapSize              = 482344960 (460.0MB) # 最大堆空间大小
   NewSize                  = 10485760 (10.0MB) # 新生代分配大小
   MaxNewSize               = 160759808 (153.3125MB) # 最大新生代可分配大小
   OldSize                  = 20971520 (20.0MB) # 老年代大小
   NewRatio                 = 2 # 新生代比例
   SurvivorRatio            = 8 # 新生代与 Survivor 比例
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB) # 元空间大小
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) # Compressed Class Space 空间大小限制
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB # 最大元空间大小
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB) # G1 单个 Region 大小

Heap Usage:  # 堆使用情况
New Generation (Eden + 1 Survivor Space): # 新生代
   capacity = 9502720 (9.0625MB) # 新生代总容量
   used     = 4995320 (4.763908386230469MB) # 新生代已使用
   free     = 4507400 (4.298591613769531MB) # 新生代剩余容量
   52.56726495150862% used # 新生代使用占比
Eden Space:  
   capacity = 8454144 (8.0625MB) # Eden 区总容量
   used     = 4029752 (3.8430709838867188MB) # Eden 区已使用
   free     = 4424392 (4.219429016113281MB) # Eden 区剩余容量
   47.665996699370154% used  # Eden 区使用占比
From Space: # 其中一个 Survivor 区的内存分布
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 965568 (0.92083740234375MB)
   free     = 83008 (0.07916259765625MB)
   92.083740234375% used
To Space: # 另一个 Survivor 区的内存分布
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 1048576 (1.0MB)
   0.0% used
tenured generation: # 老年代
   capacity = 20971520 (20.0MB)
   used     = 10611384 (10.119804382324219MB)
   free     = 10360136 (9.880195617675781MB)
   50.599021911621094% used

10730 interned Strings occupying 906232 bytes.

또한 JVM이 실행되는 동안 리소스를 가장 많이 소비하는 개체를 볼 수 있습니다. jmap -histo:live 15162 | 더보기jmap -histo:live 15162 | more

JVM 内存对象列表按照对象所占内存大小排序

• instances：实例数
• bytes：单位 byte
• class name：类名

明显看到 CustomObjTest 对象实例以及占用内存过多

可惜的是，方案存在局限性，因为它只能排查对象占用内存过高问题

其中 "[" 代表数组，例如 "[C" 代表 Char 数组，"[B" 代表 Byte 数组。如果数组内存占用过多，我们不知道哪些对象持有它，所以就需要 Dump 内存进行离线分析

jmap -histo:live

JVM 메모리 객체 목록은 객체가 차지하는 메모리 크기에 따라 정렬됩니다

• 인스턴스: 인스턴스 수
• 바이트: 단위 바이트
• 클래스 이름: 클래스 이름

분명히 CustomObjTest 객체 인스턴스가 너무 많은 메모리를 차지합니다안타깝게도 솔루션에는 제한이 있습니다. 너무 많은 메모리를 차지하는 객체의 문제만 해결할 수 있기 때문입니다. 여기서 "["는 배열을 나타냅니다. 예를 들어 "[C"는 Char 배열을 나타내고 "[B"는 Byte 배열을 나타냅니다. 배열 메모리가 너무 많이 차지하면 어떤 개체가 이를 보유하고 있는지 알 수 없으므로 오프라인 분석을 위해 메모리를 덤프해야 합니다

jmap -histo:live 이 명령을 실행하면 JVM이 먼저 GC를 트리거한 다음 통계 정보를 수집합니다

Dump 파일 분석 Dump 파일은 주로 시스템 정보,

, 전체 스레드 덤프,

및 기타 정보

• -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
• -XX:HeapDumpPath=./（参数为 Dump 文件生成路径）

当 JVM 发生 OOM 异常自动导出 Dump 文件，文件名称默认格式：java_pid{pid}.hprof

上面配置是在应用抛出 OOM 后自动导出 Dump，或者可以在 JVM 运行时导出 Dump 文件

jmap -dump:file=[文件路径] [pid]

# 示例
jmap -dump:file=./jvmdump.hprof 15162

在本地写一个测试代码，验证下 OOM 以及分析 Dump 文件

设置 VM 参数：-Xms3m -Xmx3m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./

public static void main(String[] args) {
    List<Object> oomList = Lists.newArrayList();
   // 无限循环创建对象
    while (true) {
        oomList.add(new Object());
    }
}

通过报错信息得知，java heap space 表示 OOM 发生在堆区，并生成了 hprof 二进制文件在当前文件夹下

JvisualVM 分析

Dump 分析工具有很多，相对而言 JvisualVM、JProfiler、Eclipse Mat，使用人群更多一些。下面以 JvisualVM 举例分析 Dump 文件

列举两个常用的功能，第一个是能看到触发 OOM 的线程堆栈，清晰得知程序溢出的原因

第二个就是可以查看 JVM 内存里保留大小最大的对象，可以自由选择排查个数

点击对象还可以跳转具体的对象引用详情页面

文中 Dump 文件较为简单，而正式环境出错的原因五花八门，所以不对该 Dump 文件做深度解析

注意：JvisualVM 如果分析大 Dump 文件，可能会因为内存不足打不开，需要调整默认的内存

요약 검토

온라인에서 JVM 메모리 오버플로가 발생하는 경우 다음 단계에 따라 문제를 해결할 수 있습니다.

1. jmap -heap 메모리 할당이 너무 작은지 확인하세요jmap -heap 查看是否内存分配过小
2. jmap -histo 查看是否有明显的对象分配过多且没有释放情况
3. jmap -dump