Java内存溢出教程

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Java内存溢出 (OutOfMemoryError) 教程

1. 内存溢出简介

在Java中，**内存溢出（OutOfMemoryError）**是指JVM在运行过程中无法为对象分配足够内存时抛出的错误。常见原因包括：

  • 对象持续增加，堆内存不足
  • 无限递归导致栈空间耗尽
  • 资源未及时释放导致内存泄漏

内存溢出不同于普通异常，它是Error的一种，一般不通过try-catch处理，而是通过优化程序和配置JVM来解决。

2. JVM内存结构概览

JVM主要内存区域：

  • 堆（Heap）：存放对象实例
  • 方法区（Method Area）：存放类信息、常量、静态变量
  • 栈（Stack）：存放方法调用及局部变量
  • 本地方法栈（Native Stack）
  • 程序计数器（PC Register）

堆内存不足会抛出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space。
栈空间不足会抛出java.lang.StackOverflowError。

3. 堆内存溢出示例

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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HeapOOM {
    public static void main(String[] args) {
        List<int[]> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            list.add(new int[1024 * 1024]); // 持续分配大数组
        }
    }
}

运行时会很快抛出：

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Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

解决方法：

  • 优化代码，减少对象创建
  • 使用集合时注意容量，及时释放引用
  • 增加堆内存：-Xmx512m

4. 栈内存溢出示例

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public class StackOverflow {
    public static void recursive() {
        recursive(); // 无限递归
    }

    public static void main(String[] args) {
        recursive();
    }
}

运行时会抛出：

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Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

解决方法：

  • 检查递归出口，避免无限递归
  • 调整栈大小：-Xss1m

5. 元空间/方法区溢出

对于类加载过多或动态生成类的情况，可能会抛出：

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java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

解决方法：

  • 优化类加载和动态代理生成的类
  • 调整元空间大小：-XX:MaxMetaspaceSize=256m

6. 内存泄漏示例

即使对象不再使用，如果仍然有引用，GC无法回收，会导致堆内存逐渐耗尽。

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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MemoryLeak {
    private static List<Object> leakList = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            leakList.add(new Object()); // 持续添加对象导致堆溢出
        }
    }
}

解决方法：

  • 避免静态集合无限增长
  • 手动释放不再使用的对象引用
  • 使用内存分析工具 (如VisualVM, MAT) 进行排查

7. 总结

Java内存溢出是程序性能和稳定性的重要问题。通过理解JVM内存结构、优化代码逻辑、及时释放对象引用以及合理配置JVM参数，可以有效减少内存溢出发生。对于大规模应用，还可使用内存分析工具进行定位和优化。