一、Java堆溢出

堆內(nèi)存中主要存放對象、數(shù)組等，只要不斷地創(chuàng)建這些對象，并且保證 GC Roots 到對象之間有可達(dá)路徑來避免垃 圾收集回收機(jī)制清除這些對象，當(dāng)這些對象所占空間超過最大堆容量時(shí)，就會產(chǎn)生 OutOfMemoryError 的異常。堆 內(nèi)存異常示例如下：

運(yùn)行后會報(bào)異常，在堆棧信息中可以看到

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 的信息，說明在堆內(nèi)存空間產(chǎn)生內(nèi)存溢出的異常。

新產(chǎn)生的對象最初分配在新生代，新生代滿后會進(jìn)行一次 Minor GC ，如果 Minor GC 后空間不足會把該對象和 新生代滿足條件的對象放入老年代，老年代空間不足時(shí)會進(jìn)行 Full GC ，之后如果空間還不足以存放新對象則拋 出 OutOfMemoryError 異常。

常見原因：

•  內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)過多，如一次從數(shù)據(jù)庫中取出過多數(shù)據(jù)；
• 集合對對象引用過多且使用完后沒有清空；
• 代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復(fù)對象；
• 堆內(nèi)存分配不合理

二、虛擬機(jī)棧和本地方法棧溢出

由于HotSpot虛擬機(jī)中并不區(qū)分虛擬機(jī)棧和本地方法棧， 因此對于HotSpot來說， -Xoss參數(shù)（設(shè)置本地方法棧大 ?。?雖然存在， 但實(shí)際上是沒有任何效果的， 棧容量只能由-Xss參數(shù)來設(shè)定。 關(guān)于虛擬機(jī)棧和本地方法棧， 在 《Java虛擬機(jī)規(guī)范》 中描述了兩種異常：

1） 如果線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的最大深度， 將拋出StackOverflowError異常。

2） 如果虛擬機(jī)的棧內(nèi)存允許動(dòng)態(tài)擴(kuò)展， 當(dāng)擴(kuò)展棧容量無法申請到足夠的內(nèi)存時(shí)， 將拋出 OutOfMemoryError異 常。

《Java虛擬機(jī)規(guī)范》 明確允許Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)自行選擇是否支持棧的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展， 而HotSpot虛擬機(jī)的選擇是不支持 擴(kuò)展， 所以除非在創(chuàng)建線程申請內(nèi)存時(shí)就因無法獲得足夠內(nèi)存而出現(xiàn) OutOfMemoryError異常， 否則在線程運(yùn)行時(shí) 是不會因?yàn)閿U(kuò)展而導(dǎo)致內(nèi)存溢出的， 只會因?yàn)闂Ｈ萘繜o法容納新的棧幀而導(dǎo)致StackOverflowError異常。

為了驗(yàn)證 這點(diǎn)， 我們可以做兩個(gè)實(shí)驗(yàn)， 先將實(shí)驗(yàn)范圍限制在單線程中操作， 嘗試下面兩種行為是 否能讓HotSpot虛擬機(jī)產(chǎn) 生OutOfMemoryError異常： 使用-Xss參數(shù)減少棧內(nèi)存容量。 結(jié)果： 拋出StackOverflowError異常， 異常出現(xiàn)時(shí)輸出 的堆棧深度相應(yīng)縮小。 定義了大量的本地變量， 增大此方法幀中本地變量表的長度。 結(jié)果： 拋出 StackOverflowError異常， 異常出現(xiàn)時(shí)輸出的堆棧深度相應(yīng)縮小。

三、 運(yùn)行時(shí)常量池和方法區(qū)溢出

由于運(yùn)行時(shí)常量池是方法區(qū)的一部分， 所以這兩個(gè)區(qū)域的溢出測試可以放到一起進(jìn)行。前面曾經(jīng)提到HotSpot從 JDK 7開始逐步“去永久代”的計(jì)劃， 并在JDK 8中完全使用元空間來代替永久代的背景故事， 在此我們就以測試代碼 來觀察一下， 使用“永久代”還是“元空間”來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)， 對程序有什么 實(shí)際的影響。

String::intern()是一個(gè)本地方法， 它的作用是如果字符串常量池中已經(jīng)包含一個(gè)等于此String對象的 字符串， 則返 回代表池中這個(gè)字符串的String對象的引用； 否則， 會將此String對象包含的字符串添加到常量池中， 并且返回此 String對象的引用。 在JDK 6或更早之前的HotSpot虛擬機(jī)中， 常量池都是分配在永久代中， 我們可以通過-XX： PermSize和-XX： MaxPermSize限制永久代的大小， 即可間接限制其中常量池的容量。

方法區(qū)內(nèi)存溢出

方法區(qū)的其他部分的內(nèi)容， 方法區(qū)的主要職責(zé)是用于存放類型的相關(guān)信息， 如類名、 訪問修飾符、 常量池、 字段 描述、 方法描述等。 對于這部分區(qū)域的測試， 基本的思路是運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的類去填滿方法區(qū)， 直到溢出為止。

四、直接內(nèi)存溢出

直接內(nèi)存（Direct Memory） 的容量大小可通過-XX： MaxDirectMemorySize參數(shù)來指定， 如果不去指定， 則默認(rèn)與 Java堆最大值（由-Xmx指定） 一致， 越過了DirectByteBuer類直接通 過反射獲取Unsafe實(shí)例進(jìn)行內(nèi)存分配 （Unsafe類的getUnsafe()方法指定只有引導(dǎo)類加載器才會返回實(shí)例， 體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者希望只有虛擬機(jī)標(biāo)準(zhǔn)類庫里面的 類才能使用Unsafe的功能，在JDK 10時(shí)才將Unsafe 的部分功能通過VarHandle開放給外部使用） ，

因?yàn)殡m然使用 DirectByteBuer分配內(nèi)存也會拋出內(nèi)存溢出異常， 但它拋出異常時(shí)并沒有真正向操作系統(tǒng)申請分配內(nèi)存， 而是通 過計(jì)算得知內(nèi)存無法分配就會 在代碼里手動(dòng)拋出溢出異常， 真正申請分配內(nèi)存的方法是Unsafe::allocateMemory()。