线上OOM:GC Overhead Limit Exceeded异常是如何排查和解决的？
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本文共计1494个文字，预计阅读时间需要6分钟。
一、Java内存模型
《Java虚拟机规范》定义了虚拟机的内存结构，包括以下运行时数据区：
1. 方法区（Method Area）：存储类信息、常量、静态变量等。
2.虚拟机栈（VM Stack）：存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。
3.本地方法栈（Native Method Stack）：用于支持Native方法。
4.堆（Heap）：存储对象实例。
5.程序计数器（Program Counter Register，PC寄存器）：用于记录当前线程执行的字节码指令地址。
二、运行时数据区详解
1. 方法区（Method Area）：包括运行时常量池、字段和方法数据、构造函数表等。
2.虚拟机栈（VM Stack）：每个线程有一个虚拟机栈，用于存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。
3.本地方法栈（Native Method Stack）：用于支持Native方法，每个虚拟机栈都有自己的本地方法栈。
4.堆（Heap）：存储对象实例，是所有线程共享的。
5.程序计数器（PC寄存器）：记录当前线程执行的字节码指令地址，是线程私有的。
一、Java的内存模型
《Java虚拟机规范》规定虚拟机包括以下几个运行时数据区：
- 方法区 - Method Area
- 虚拟机栈 - VM Stack
- 本地方法栈 - Native Method Stack
- 堆 - Heap
- 程序计数器 - Program Counter Register
在不同的JVM运行时实现中可能存在差异
常见的JVM运行时有：
- OracleJDK
- OpenJDK
- IBM J9
- JRocket
- Alibaba Dragonwell
- Tencent Kona
- Graalvm
比如OracleJDK8的方法区区叫元空间，具体不再展开...
不考虑差异性，本文主旨是线上OracleJDK8说明内存溢出出现的场景，排查方式和解决方案
二、内存溢出类型
- StackOverflowError
- OutOfMemoryError
StackOverflowError当线程栈深度超过设置的最大深度，则由虚拟机抛出 OutOfMemoryError当无法通过JVM申请到内存时，则由虚拟机抛出
除了程序计数器外，栈、堆、非堆（直接内存）都可以抛出OOM
常见的异常错误及通用解：
- java.lang.StackOverflowError : Thread Stack space
原因：当线程栈深度超过设置的最大深度，则由虚拟机抛出
解决：
1）使用循环替换递归
2）使用调度器MapReduce思想来实现分之归并
- java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
原因：当前线程无法从JVM申请堆内存空间
解决：
1）具体问题具体分析，当定位到是大对象时，需要优化代码为小对象
2）当定位到是堆内存空间太小，修改VM配置。这里需评估并发量，经过压测和优化后得出
3）优化代码，减少处理耗时，如果是高耗时操作，可以在对象不使用后，去掉局部变量对大对象的引用
4）当定位到是内存泄露，则需要修改泄露代码（通常在引用第三方包出现）
- java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
原因：申请数组大小超过JVM允许值，不同JVM版本存在差异
解决：
1） 修改申请数组小大
- java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead Limit Exceeded
原因：当 GC 为释放很小空间占用大量时间时抛出，通常会伴随着CPU100%异常，线上系统严重卡顿
解决：跟Java heap space处理方法一样
- java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
原因：当前线程无法从JVM申请元空间内存，JDK8之后原永久代中的类元数据迁移到元空间（堆 -> 直接内存），常量池继续在堆中
解决：
1）当定位到是元空间设置太小，修改配置
2）当定位到是内存泄露，则修改代码（通常在引用第三方包出现）
- java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
原因：一般是工具为了做零拷贝，直接将数据存储在直接内存中，减少用户态和内核态内存拷贝，当未做内存回收时，空间不释放，抛出异常
解决：
1）定位到直接内存设置太小，修改配置
2）定位到内存泄露未释放内存，则修改异常代码
3）定位到Metaspace未设置大小，该空间内存泄露，则修改异常代码
疑难借助工具排查：
- VisualVM
- Eclipse MAT（Memory Analyzer Tool）
- Alibab Arthas
本文共计1494个文字，预计阅读时间需要6分钟。
一、Java内存模型
《Java虚拟机规范》定义了虚拟机的内存结构，包括以下运行时数据区：
1. 方法区（Method Area）：存储类信息、常量、静态变量等。
2.虚拟机栈（VM Stack）：存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。
3.本地方法栈（Native Method Stack）：用于支持Native方法。
4.堆（Heap）：存储对象实例。
5.程序计数器（Program Counter Register，PC寄存器）：用于记录当前线程执行的字节码指令地址。
二、运行时数据区详解
1. 方法区（Method Area）：包括运行时常量池、字段和方法数据、构造函数表等。
2.虚拟机栈（VM Stack）：每个线程有一个虚拟机栈，用于存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。
3.本地方法栈（Native Method Stack）：用于支持Native方法，每个虚拟机栈都有自己的本地方法栈。
4.堆（Heap）：存储对象实例，是所有线程共享的。
5.程序计数器（PC寄存器）：记录当前线程执行的字节码指令地址，是线程私有的。
一、Java的内存模型
《Java虚拟机规范》规定虚拟机包括以下几个运行时数据区：
- 方法区 - Method Area
- 虚拟机栈 - VM Stack
- 本地方法栈 - Native Method Stack
- 堆 - Heap
- 程序计数器 - Program Counter Register
在不同的JVM运行时实现中可能存在差异
常见的JVM运行时有：
- OracleJDK
- OpenJDK
- IBM J9
- JRocket
- Alibaba Dragonwell
- Tencent Kona
- Graalvm
比如OracleJDK8的方法区区叫元空间，具体不再展开...
不考虑差异性，本文主旨是线上OracleJDK8说明内存溢出出现的场景，排查方式和解决方案
二、内存溢出类型
- StackOverflowError
- OutOfMemoryError
StackOverflowError当线程栈深度超过设置的最大深度，则由虚拟机抛出 OutOfMemoryError当无法通过JVM申请到内存时，则由虚拟机抛出
除了程序计数器外，栈、堆、非堆（直接内存）都可以抛出OOM
常见的异常错误及通用解：
- java.lang.StackOverflowError : Thread Stack space
原因：当线程栈深度超过设置的最大深度，则由虚拟机抛出
解决：
1）使用循环替换递归
2）使用调度器MapReduce思想来实现分之归并
- java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
原因：当前线程无法从JVM申请堆内存空间
解决：
1）具体问题具体分析，当定位到是大对象时，需要优化代码为小对象
2）当定位到是堆内存空间太小，修改VM配置。这里需评估并发量，经过压测和优化后得出
3）优化代码，减少处理耗时，如果是高耗时操作，可以在对象不使用后，去掉局部变量对大对象的引用
4）当定位到是内存泄露，则需要修改泄露代码（通常在引用第三方包出现）
- java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
原因：申请数组大小超过JVM允许值，不同JVM版本存在差异
解决：
1） 修改申请数组小大
- java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead Limit Exceeded
原因：当 GC 为释放很小空间占用大量时间时抛出，通常会伴随着CPU100%异常，线上系统严重卡顿
解决：跟Java heap space处理方法一样
- java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
原因：当前线程无法从JVM申请元空间内存，JDK8之后原永久代中的类元数据迁移到元空间（堆 -> 直接内存），常量池继续在堆中
解决：
1）当定位到是元空间设置太小，修改配置
2）当定位到是内存泄露，则修改代码（通常在引用第三方包出现）
- java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
原因：一般是工具为了做零拷贝，直接将数据存储在直接内存中，减少用户态和内核态内存拷贝，当未做内存回收时，空间不释放，抛出异常
解决：
1）定位到直接内存设置太小，修改配置
2）定位到内存泄露未释放内存，则修改异常代码
3）定位到Metaspace未设置大小，该空间内存泄露，则修改异常代码
疑难借助工具排查：
- VisualVM
- Eclipse MAT（Memory Analyzer Tool）
- Alibab Arthas