java程序消耗内存太大怎么办应该如何解决

时间:2021-12-16 18:04:28

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首先与大多语言一样,Java内存也分为堆内存(Heap)和栈内存(Stack)。

Java有8种基本数据类型(int、short、byte、char、double、float、long、boolean)再加上对象引用(reference类型,它不等同于对象本身,而指向对象起始地址的引用指针。)基本数据存在栈中,对象数据存放在堆中。

Java以下两种内存异常情况:

1. 如果线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;2. 如果虚拟机栈可以动态扩展,在扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryError异常。

如果内存没有被及时回收造成内存占用失控主要有以下两种情况:

1. 内存泄露(Memory Leak):程序在申请内存后,对象没有被GC所回收,它始终占用内存,内存泄漏的堆积最终会造成内存溢出。

2. 内存溢出(Memory Overflow):程序运行过程中无法申请到足够的内存而导致的一种错误。内存溢出通常发生于OLD段或Perm段垃圾回收后,仍然无内存空间容纳新的Java对象的情况。通常都是由于内存泄露导致堆栈内存不断增大,从而引发内存溢出。

所以,如果程序大量占用内存而无法释放,要么是内存泄漏要么是内存溢出。排查方式包括:

1. 代码调试和日志排查,看哪里有循环引用、死循环、内存泄漏和溢出等情况。

2. 利用Java的工具分析内存占用情况:

jinfo:可以输出并修改运行时的java 进程的opts。

jps:与unix上的ps类似,用来显示本地的java进程,可以查看本地运行着几个java程序,并显示他们的进程号。

jstat:一个极强的监视VM内存工具??梢杂美醇嗍覸M内存内的各种堆和非堆的大小及其内存使用量。

jmap:打印出某个java进程(使用pid)内存内的所有'对象'的情况(如:产生那些对象,及其数量)。

jconsole:一个java GUI监视工具,可以以图表化的形式显示各种数据。并可通过远程连接监视远程的服务器VM。

3. 利用专门内存分析工具:

MAT(Memory Analyzer Tool)

JProfiler

GC Viewer

VisualVM

Profiler4J

程序占用内存大排查是个不容易的过程,需要一点耐心和经验。

谢邀!

Java运行时数据区中的栈有Java虚拟机栈和本地方法栈,都是用于方法的执行;堆用于存放对象实例和数组。

Java虚拟机栈

每个Java方法执行的时候都会创建一个栈帧,栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链表和方法出口等信息,每个Java方法从开始调用到执行完成的过程,都对应着一个栈帧在Java虚拟机栈中入栈到出栈的过程。在Java虚拟机规范中规定,如果线程请求的深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;如果虚拟机可以动态扩展,但是在扩展时申请不到足够的内存,将会抛出OutOfMemoryError异常。Java虚拟机栈的生存周期是跟随线程的,是线程私有的。

本地方法栈

Java虚拟机栈是为执行Java方法服务的,而本地方法栈是为执行本地方法服务的,它的作用与Java虚拟机栈相似,同样它也会抛出StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常。本地方法栈的生存周期也是跟随线程的,也是线程私有的。

堆是Java虚拟机中内存空间最大的一块,基本上所有的对象实例及数组都在这里分配内存空间,它是所有线程共享的区域。在Java虚拟机规范中,堆可以处于物理上不连续的内存空间,只要逻辑上连续就行。当堆中没有足够内存分配时,并且此时也无法再扩展,将会抛出OutOfMemoryError异常。

JVM 运行时数据区域大致可以分为:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆区、元空间、运行时常量池、直接内存等区域;就是下面这个样子的:

其中有些区域,随着 JDK 版本的升级不断调整,例如:

JDK 1.6,字符串常量池位于永久代的运行时常量池中;

JDK 1.7,字符串常量池从永久代剥离,放入了堆中;

JDK 1.8,元空间取代了永久代,并且放入了本地内存(Native memory)中。

以上几个区域,按照线程公有还是私有可分为:

线程隔离:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈;

线程公有:其它的都是线程共享的区域。

线程私有

1. 程序计数器

一个 CPU 在某个时间点,只能做一件事情,在多线程的情况下,CPU 运行时间被划分成若干个时间片,分配给各个线程执行;

程序计数器的作用就是记录当前线程执行的位置,当线程被切换回来的时候,能够找到该线程上次运行到哪儿了;所以程序计数器一定是线程隔离的。

2. 虚拟机栈和本地方法栈

虚拟机栈:每个 Java 方法在执行的同时,会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息;方法的调用过程,就是一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程;

本地方法栈:和虚拟机栈很类似,区别在于虚拟机栈为 Java 方法服务,本地方法栈为 Native 方法服务;其中 Native 方法可以看做用其它语言(C、C 或汇编语言等)编写的方法;

HotSpot 虚拟机就选择了将虚拟机栈和本地方法栈合并在了一起;

为了保证线程中的局部变量不被别的线程访问到,所以虚拟机栈和本地方法栈是线程隔离的。

线程公有

1. 堆区

对于堆栈的区别总结一句话:堆中存对象,栈中存基本数据类型和堆中对象的引用;一个对象的大小是可以动态变化的,而引用是固定大小的。

这么看就容易理解堆为什么是线程公有的了,省地儿啊。

2. 元空间区/方法区

方法区用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即编译器编译后的代码等。

还有要注意的一点:方法区是 JVM 的规范,在 JDK 1.8 之前,方法区的实现是永久代;从 JDK 1.8 开始 JVM 移除了永久代,使用本地内存来存储元数据并称之为:元空间(Metaspace)。

3. 运行时常量池

Class 文件中的常量池,会在类加载后被放入这个区域。

另外在 JDK 1.7 之前,字符串常量池就在运行时常量池中,后来字符串常量池放入了堆中,而运行时常量池仍然在方法区(元空间区)中。

有兴趣的朋友可以自己测试一下,以死循环方式创建字符串常量,JDK 1.6 会报永久代 OOM ;JDK 1.7 会报堆区 OOM 。

4. 直接内存

也叫做堆外内存,并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java 虚拟机规范中定义的内存区域。

JDK 1.4 加入的 NIO 类,引入了一种基于通道 ( Channel ) 与缓冲区 ( Buffer ) 的 I/O 方式,它可以使用 native 函数库直接分配堆外内存,然后通过堆上的DirectByteBuffer对象对这块内存进行引用和操作。

简单来说,直接内存就是 JVM 内存之外有一块内存区域,我们通过堆上的一个对象可以操作它;具体等讲到 NIO 部分的时候,再回来加深理解。

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