Java 程序中常见的内存毛病就是内存溢出和内存泄漏了。本帖专门来聊聊这俩毛病，以及做一下比较。

内存溢出

内存溢出（Out Of Memory, OOM），对应的是 java.lang.OutOfMemoryError 这一非运行时异常。

继承自 java.lang.VirtualMachineError。

常见原因：

内存中加载的数据量过于庞大，如一次过从数据库取出过多数据
集合类中有对对象的引用，使用完之后未清空，使得 JVM 不能回收
代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体
启动参数内存值设定得过小
使用的第三方软件中的 BUG

常见的错误提示：

# tomcat: 
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space  # Java 8-
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

# web logic:
Root cause of ServletException java.lang.OutOfMemoryError

# resin: 
java.lang.OutOfMemoryError

# java:
java.lang.OutOfMemoryError

需要重点排查的原因

检查代码中是否有死循环或者递归调用
检查是否存在重复产生新对象实体的大循环
检查对数据库查询中，是否有一次获得全部数据的查询：
- 一般来说，如果一次取 10 万条数据到内存，就可能引起内存溢出。这属于比较隐蔽的问题，在上线前数据较少，不容易出问题，上线后数据增加，就可能会有问题
- 对于数据库查询，尽量使用分页的方式查询
检查 List、Map 等集合对象是否有使用完之后，未清除的问题
- List、Map 等集合对象会始终存有对对象的引用，使得这些对象不能被 GC 回收

主要的解决方法

1. 增加 JVM 内存大小

执行某个 .class 文件之后，可以使用 java -Xmx256M xxx.class 来设置运行该 .class 时 JVM 所允许占用的最大内存是 256M

对于 Tomcat：启动时对 JVM 设置内存限度，在 catalina.bat（catalina.sh）中添加

set CATALINA_OPTS=-Xms128M -Xmx256M
set JAVA_OPTS=-Xms128M -Xmx256M

# 或者将 `%CATALINA_OPTS%` 和 `%JAVA_OPTS%` 代替为 `-Xmx128M -Xmx256M`

对于 Resin 容器：启动时对 JVM 设置内存限度，在 bin 文件夹下创建一个 startup.bat
1
2
3
@echo off
call "httpd.exe" "-Xms128M" "-Xmx256M"
:end

2. 优化程序、释放垃圾（避免死循环）

内存泄漏

Memory Leak，指程序在申请内存后，无法释放已经申请的空间。

经典场景

1. 静态集合类中的元素失去了外部引用：

static HashMap<String, Object> map;
Object o = new Object();
map.put("o", o);

o = null;  // map 仍然持有该对象的引用，不能被 GC
System.out.println(null == map.get("o"));  // false

2. Hash 集合添加元素引发的内存泄漏：

Map<Person, String> map = new HashMap<>(1000);

while (true) {
    Person dummyKey = new Person("zhangsan", 18);
    
    // 可重复添加，导致内存泄漏
    map.put(dummyKey, "value");
}

class Person {

    private String name;
    private int age;

    Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 加入 Hash 集合的类如果不实现 hashCode()，集合每次将该类的对象视为新的对象，因此导致可以重复添加
    @Override
    public int hashCode() {
        // 如示例：Person 类需实现 hashCode() 方法，且 hashCode() 的返回值与属性相关
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}

3. 监听器/各种连接：

调用 addListener() 后忘记释放
建立 DB Connection，Socket Connection，I/O Stream 后忘记调用相应的 close() 方法
- 不仅需要调用 Connection::close()，还需关闭查询到的 ResultSet 和 Statement
…

4. 单例对象 HAS-A 另外一个对象的引用：

class A {...}

public class B {

    private B() {}
    private static B INSTANCE = new B();
    public static B getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

    private A a;
    public void setA(A a) {this.a = a;}
    // 对象 a 不能被垃圾回收
}

内存溢出和内存泄漏的区别

内存溢出是指程序在申请内存时，没有足够内存空间供其使用

如申请了一个 Integer 的内存，却存了 Long 才能存下来的数

内存泄漏则是指程序在申请内存后，无法释放已经申请的空间

一次内存泄露或许可以忽略，但内存泄漏堆积后果很严重，内存迟早会被占光

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Java 内存异常处理