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實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之一“堆溢出處理”

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摘要：如下文字顯示了典型的堆內(nèi)存溢出一旦發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題，系統(tǒng)就會(huì)被迫退出。有關(guān)等工具的使用，可以參閱實(shí)戰(zhàn)虛擬機(jī)故障診斷與性能優(yōu)化第章。除了在發(fā)生時(shí)可以導(dǎo)出堆信息外，虛擬機(jī)還允許在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行一個(gè)腳本文件。

從今天開(kāi)始，我會(huì)發(fā)5個(gè)關(guān)于java虛擬機(jī)的小系列：
實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之一“堆溢出處理”
[實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之二“虛擬機(jī)的工作模式”][2]
[實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之三“G1的新生代GC”][3]
實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之四“禁用System.gc()”
實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之五“開(kāi)啟JIT編譯”

下面說(shuō)說(shuō)【實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)之一“堆溢出處理”】

在Java程序的運(yùn)行過(guò)程中，如果堆空間不足，則有可能拋出內(nèi)存溢出錯(cuò)誤（Out Of Memory），簡(jiǎn)稱(chēng)為OOM。如下文字顯示了典型的堆內(nèi)存溢出：

Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at geym.zbase.ch3.heap.DumpOOM.main(DumpOOM.java:20)

一旦發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題，系統(tǒng)就會(huì)被迫退出。如果發(fā)生在生產(chǎn)環(huán)境，可能會(huì)引起嚴(yán)重的業(yè)務(wù)中斷。為了能夠不斷改善系統(tǒng)，避免或減少這類(lèi)錯(cuò)誤的發(fā)生，需要在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，獲得盡可能多的現(xiàn)場(chǎng)信息，以幫助研發(fā)人員排查現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。Java虛擬機(jī)提供了參數(shù)-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，使用該參數(shù)，可以在內(nèi)存溢出時(shí)導(dǎo)出整個(gè)堆信息。和它配合使用的還有-XX:HeapDumpPath，可以指定導(dǎo)出堆的存放路徑。
【示例3-4】以下代碼合計(jì)分配了25M內(nèi)存空間。

public class DumpOOM {
  public static void main(String[] args) {
    Vector v=new Vector();
   for(int i=0;i<25;i++)
     v.add(new byte[1*1024*1024]);
 }
}

使用如下參數(shù)執(zhí)行上述代碼：

-Xmx20m -Xms5m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump

顯然20M堆空間不足以容納25M內(nèi)存，系統(tǒng)比如發(fā)生內(nèi)存溢出，在發(fā)生錯(cuò)誤后，控制臺(tái)輸出如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to d:/a.dump …
Heap dump file created [23067302 bytes in 0.160 secs]
Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at geym.zbase.ch3.heap.DumpOOM.main(DumpOOM.java:19)

可以看到，虛擬機(jī)將當(dāng)前的堆導(dǎo)出，并保存到D:/a.dump文件下。使用MAT等工具打開(kāi)該文件進(jìn)行分析，如圖所示，可以很容易地找到這些byte數(shù)組和保存它們的Vector對(duì)象實(shí)例。有關(guān)MAT等工具的使用，可以參閱《實(shí)戰(zhàn)Java虛擬機(jī)-jvm故障診斷與性能優(yōu)化》第7章。

除了在發(fā)生OOM時(shí)可以導(dǎo)出堆信息外，虛擬機(jī)還允許在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行一個(gè)腳本文件。該文件可以用于奔潰程序的自救、報(bào)警或者通知，也可以幫助開(kāi)發(fā)人員獲得更多的系統(tǒng)信息，如完整的線程轉(zhuǎn)存（即Thread Dump或者Core Dump）文件。

這里給出一個(gè)在發(fā)生OOM時(shí)導(dǎo)出線程轉(zhuǎn)存的例子。準(zhǔn)備printstack.bat腳本如下：

D:/tools/jdk1.7_40/bin/jstack -F %1 > D:/a.txt

以上腳本將會(huì)導(dǎo)出給定Java虛擬機(jī)進(jìn)程的線程信息，并保存在D:/a.txt文件中。
使用如下參數(shù)執(zhí)行上述代碼：

-Xmx20m -Xms5m  “-XX:OnOutOfMemoryError=D:/tools/jdk1.7_40/bin/printstack.bat %p”  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump

在程序異常退出時(shí)，系統(tǒng)D盤(pán)下會(huì)生成新文件a.txt，里面保存著線程轉(zhuǎn)存信息。本例中，文件路徑“D:/tools/jdk1.7_40”為筆者的JDK按照目錄，讀者可以替換成自己的JAVA_HOME目錄，進(jìn)行嘗試。

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