一、內存溢出的定義和原因

定義

內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)溢出是(shi)指(zhi)應用系(xi)統中存(cun)(cun)在無(wu)法回(hui)(hui)收(shou)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)或(huo)使用的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)過多，最(zui)終(zhong)使得程(cheng)序(xu)(xu)運行(xing)(xing)要用到(dao)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)大于虛擬(ni)機能提供的(de)(de)(de)最(zui)大內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)。為(wei)了(le)解(jie)(jie)決Java中內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)溢出問題(ti)，我(wo)們首先必須了(le)解(jie)(jie)Java是(shi)如何管理內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)。Java的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)管理就是(shi)對(dui)象(xiang)的(de)(de)(de)分(fen)配和(he)釋放(fang)(fang)問題(ti)。在Java中，內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)分(fen)配是(shi)由程(cheng)序(xu)(xu)完成的(de)(de)(de)，而內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)釋放(fang)(fang)是(shi)由垃(la)圾(ji)收(shou)集器(GarbageCollection，GC)完成的(de)(de)(de)，程(cheng)序(xu)(xu)員(yuan)不(bu)需要通過調用GC函數來釋放(fang)(fang)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)，因為(wei)不(bu)同的(de)(de)(de)JVM實現(xian)者可(ke)能使用不(bu)同的(de)(de)(de)算(suan)法管理GC，有(you)的(de)(de)(de)是(shi)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)使用到(dao)達一(yi)定(ding)程(cheng)度時，GC才開(kai)始(shi)(shi)工作(zuo)，也有(you)定(ding)時執行(xing)(xing)的(de)(de)(de)，有(you)的(de)(de)(de)是(shi)中斷式執行(xing)(xing)GC。但GC只能回(hui)(hui)收(shou)無(wu)用并且不(bu)再被其它(ta)對(dui)象(xiang)引用的(de)(de)(de)那些對(dui)象(xiang)所占用的(de)(de)(de)空(kong)間。Java的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)垃(la)圾(ji)回(hui)(hui)收(shou)機制(zhi)是(shi)從(cong)程(cheng)序(xu)(xu)的(de)(de)(de)主要運行(xing)(xing)對(dui)象(xiang)開(kai)始(shi)(shi)檢查引用鏈，當遍歷一(yi)遍后發現(xian)沒(mei)有(you)被引用的(de)(de)(de)孤立對(dui)象(xiang)就作(zuo)為(wei)垃(la)圾(ji)回(hui)(hui)收(shou)。

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原因

1、內(nei)存(cun)中加載的(de)數(shu)據(ju)量(liang)過于龐(pang)大，如一次從數(shu)據(ju)庫取出過多數(shu)據(ju)。

2、集合(he)類中有對對象的引用，使(shi)(shi)用完后(hou)未清空，使(shi)(shi)得(de)JVM不能回收。

3、代(dai)碼中存在死循環或循環產(chan)生過多重(zhong)復的(de)對象(xiang)實體。

4、使用的第三方軟件中的BUG。

5、啟動參數設定的過(guo)小(xiao)。

二、內存溢出的解決問題

第(di)一步，就是修改(gai)JVM啟(qi)動(dong)(dong)參(can)數，直接增加內(nei)(nei)存。這一點看(kan)上去似乎很簡(jian)單，但很容易被忽略。JVM默(mo)認(ren)可以(yi)(yi)使用(yong)(yong)的(de)(de)內(nei)(nei)存為(wei)64M，Tomcat默(mo)認(ren)可以(yi)(yi)使用(yong)(yong)的(de)(de)內(nei)(nei)存為(wei)128MB，對于稍復(fu)雜一點的(de)(de)系統就會不夠用(yong)(yong)。在某項目中，就因為(wei)啟(qi)動(dong)(dong)參(can)數使用(yong)(yong)的(de)(de)默(mo)認(ren)值，經常報“OutOfMemory”錯誤。因此，-Xms，-Xmx參(can)數一定不要忘記(ji)加。

第(di)二步，檢查(cha)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)日志，查(cha)看(kan)“OutOfMemory”錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)前是否(fou)有其它異(yi)常或(huo)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)。在一個(ge)項目中，使(shi)用兩(liang)個(ge)數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)連(lian)(lian)接(jie)，其中專(zhuan)用于(yu)發送短(duan)信的數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)連(lian)(lian)接(jie)使(shi)用DBCP連(lian)(lian)接(jie)池(chi)管理，用戶為不將(jiang)短(duan)信發出，有意將(jiang)數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)連(lian)(lian)接(jie)用戶名改錯(cuo)(cuo)，使(shi)得日志中有許(xu)多數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)連(lian)(lian)接(jie)異(yi)常的日志，一段時間后(hou)(hou)，就出現“OutOfMemory”錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)。經分析，這是由于(yu)DBCP連(lian)(lian)接(jie)池(chi)BUG引起的，數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)連(lian)(lian)接(jie)不上后(hou)(hou)，沒有將(jiang)連(lian)(lian)接(jie)釋放，最終使(shi)得DBCP報“OutOfMemory”錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)。經過修改正確(que)數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)連(lian)(lian)接(jie)參數(shu)(shu)(shu)后(hou)(hou)，就沒有再出現內存溢(yi)出的錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)。

查看日志對(dui)于(yu)分(fen)析內(nei)存(cun)溢出(chu)是(shi)非常重(zhong)要的，通過仔細查看日志，分(fen)析內(nei)存(cun)溢出(chu)前做(zuo)過哪(na)些操作，可以大致定(ding)位(wei)有問題的模塊。

第三步，安排(pai)有經(jing)驗的編程人員對代碼進(jin)行走查和分析，找出可能發生內存溢出的位置(zhi)。重點排(pai)查以下幾點：

1、檢查代碼中是否(fou)有死循環或遞(di)歸調用。

2、檢查是(shi)否(fou)有大循(xun)環重(zhong)復(fu)產(chan)生新對象實體。

3、檢查(cha)(cha)對數據庫(ku)查(cha)(cha)詢(xun)中，是否有(you)一(yi)次(ci)(ci)(ci)獲得全(quan)部數據的查(cha)(cha)詢(xun)。一(yi)般來說，如(ru)果一(yi)次(ci)(ci)(ci)取十萬條記錄到內存，就可能引(yin)起內存溢出(chu)。這個問題比較隱蔽，在(zai)上(shang)線前，數據庫(ku)中數據較少，不(bu)容易出(chu)問題，上(shang)線后，數據庫(ku)中數據多了(le)，一(yi)次(ci)(ci)(ci)查(cha)(cha)詢(xun)就有(you)可能引(yin)起內存溢出(chu)。因此對于數據庫(ku)查(cha)(cha)詢(xun)盡量采用(yong)分頁的方式查(cha)(cha)詢(xun)。

4、檢查List、MAP等(deng)集(ji)合對(dui)象(xiang)(xiang)是否有使(shi)用(yong)完后，未清(qing)除的(de)問題。List、MAP等(deng)集(ji)合對(dui)象(xiang)(xiang)會始終存(cun)有對(dui)對(dui)象(xiang)(xiang)的(de)引用(yong)，使(shi)得這些(xie)對(dui)象(xiang)(xiang)不能被(bei)GC回收。

第四步(bu)，使用(yong)內存(cun)查看(kan)工具動態查看(kan)內存(cun)使用(yong)情(qing)況(kuang)。某個(ge)項目上(shang)線后(hou)，每次系統(tong)啟動兩天(tian)后(hou)，就(jiu)(jiu)會出現內存(cun)溢(yi)出的錯(cuo)誤。這(zhe)種情(qing)況(kuang)一(yi)般是(shi)代(dai)碼中出現了緩慢的內存(cun)泄(xie)漏，用(yong)上(shang)面三個(ge)步(bu)驟解(jie)決(jue)不(bu)了，這(zhe)就(jiu)(jiu)需要使用(yong)內存(cun)查看(kan)工具了。

內存查看工具有許多，比較有名的有：Optimizeit Profiler、JProbeProfiler、JinSight和Java1.5的Jconsole等。它們的基本工作原理大同小異，都是監測Java程序運行時所有對象的申請、釋放等動作，將內存管理的所有信息進行統計、分析(xi)、可視(shi)化(hua)。開發人員可以根據這些信息判斷程序是否有內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)泄漏問題(ti)。一般來說，一個正常(chang)的系統在其(qi)啟(qi)動完成后其(qi)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)的占用量是基(ji)本(ben)穩(wen)定的，而不應該是無限制的增長(chang)的。持續(xu)地(di)觀察系統運行時使(shi)用的內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)的大小，可以看到在內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)使(shi)用監控窗(chuang)口(kou)中是基(ji)本(ben)規則的鋸齒形的圖線，如果內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)的大小持續(xu)地(di)增長(chang)，則說明系統存(cun)(cun)在內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)泄漏問題(ti)。通過間(jian)隔(ge)一段時間(jian)取一次內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)快照，然后對(dui)內(nei)(nei)(nei)存(cun)(cun)快照中對(dui)象的使(shi)用與引用等信息進行比(bi)對(dui)與分析(xi)，可以找出(chu)是哪個類的對(dui)象在泄漏。

通過(guo)(guo)以(yi)上四個(ge)步(bu)驟的(de)(de)分析與(yu)(yu)處(chu)理，基本能(neng)處(chu)理內存溢出的(de)(de)問題。當(dang)然，在這些過(guo)(guo)程中也(ye)需(xu)要相當(dang)的(de)(de)經驗與(yu)(yu)敏感度，需(xu)要在實(shi)際的(de)(de)開發與(yu)(yu)調試過(guo)(guo)程中不斷積(ji)累。