如果线上遇到了OOM，该如何解决？

OOM 意味着程序存在着漏洞，可能是代码或者 JVM 参数配置引起的。这篇文章和读者聊聊，Java 进程触发了 OOM 后如何排查

常说对生产环境保持敬畏之心，快速解决问题也是一种敬畏的表现

1、为什么会 OOM

OOM 全称 “Out Of Memory”，表示内存耗尽。当 JVM 因为没有足够的内存来为对象分配空间，并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时，就会抛出这个错误

为什么会出现 OOM，一般由这些问题引起
分配过少：JVM 初始化内存小，业务使用了大量内存；或者不同 JVM 区域分配内存不合理
代码漏洞：某一个对象被频繁申请，不用了之后却没有被释放，导致内存耗尽
内存泄漏：申请使用完的内存没有释放，导致虚拟机不能再次使用该内存，此时这段内存就泄露了。因为申请者不用了，而又不能被虚拟机分配给别人用

内存溢出：申请的内存超出了 JVM 能提供的内存大小，此时称之为溢出
内存泄漏持续存在，最后一定会溢出，两者是因果关系

2、常见的 OOM

比较常见的 OOM 类型有以下几种：

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

Java7 永久代（方法区）溢出，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。每当一个类初次加载的时候，元数据都会存放到永久代

一般出现于大量 Class 对象或者 JSP 页面，或者采用 CgLib 动态代理技术导致

我们可以通过 -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

3、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

[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.

通过查看 JVM 内存分配以及运行时使用情况，可以判断内存分配是否合理

另外，可以在 JVM 运行时查看最耗费资源的对象，jmap -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 执行此命令，JVM 会先触发 GC，再统计信息

3、Dump 文件分析

Dump 文件是 Java 进程的内存镜像，其中主要包括系统信息、虚拟机属性、完整的线程 Dump、所有类和对象的状态等信息
当程序发生内存溢出或 GC 异常情况时，怀疑 JVM 发生了内存泄漏，这时我们就可以导出 Dump 文件分析

JVM 启动参数配置添加以下参数

-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