1.内存溢出

一种通俗的说法。
1、内存溢出：你申请了10个字节的空间，但是你在这个空间写入11或以上字节的数据，出现溢出。
2、内存泄漏：你用new申请了一块内存，后来很长时间都不再使用了（按理应该释放），但是因为一直被某个或某些实例所持有导致 GC 不能回收，也就是该被释放的对象没有释放。

下面具体介绍。

1.1 内存溢出

java.lang.OutOfMemoryError，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现OutOfMemoryError。
产生该错误的原因主要包括：JVM内存过小。程序不严密，产生了过多的垃圾。

程序体现:

内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据。

集合类中有对对象的引用，使用完后未清空，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。

使用的第三方软件中的BUG。

启动参数内存值设定的过小。

错误提示
此错误常见的错误提示：
tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
weblogic:Root cause of ServletException java.lang.OutOfMemoryError
resin:java.lang.OutOfMemoryError
java:java.lang.OutOfMemoryError

1.2 解决方法

1.增加JVM的内存大小
2.优化程序，释放垃圾
主要思路就是避免程序体现上出现的情况。避免死循环，防止一次载入太多的数据，提高程序健壮型及时释放。因此，从根本上解决Java内存溢出的唯一方法就是修改程序，及时地释放没用的对象，释放内存空间。

2.内存泄露

Memory Leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存，迟早会被占光。
在Java中，内存泄漏就是存在一些被分配的对象，这些对象有下面两个特点：
1）首先，这些对象是可达的，即在有向图中，存在通路可以与其相连；
2）其次，这些对象是无用的，即程序以后不会再使用这些对象。
如果对象满足这两个条件，这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏，这些对象不会被GC所回收，然而它却占用内存。

关于内存泄露的处理页就是提高程序的健壮型，因为内存泄露是纯代码层面的问题。

泄漏的分类

经常发生：发生内存泄露的代码会被多次执行，每次执行，泄露一块内存；

偶然发生：在某些特定情况下才会发生；

一次性：发生内存泄露的方法只会执行一次；

隐式泄露：一直占着内存不释放，直到执行结束；严格的说这个不算内存泄露，因为最终释放掉了，但是如果执行时间特别长，也可能会导致内存耗尽。

导致内存泄漏的常见原因

1、循环过多或死循环，产生大量对象；

2、静态集合类引起内存泄漏，因为静态集合的生命周期和 JVM 一致，所以静态集合引用的对象不能被释放；下面这个例子中，list 是静态的，只要 JVM 不停，那么 obj 也一直不会释放。

3、单例模式，和静态集合导致内存泄露的原因类似，因为单例的静态特性，它的生命周期和 JVM 的生命周期一样长，所以如果单例对象如果持有外部对象的引用，那么这个外部对象也不会被回收，那么就会造成内存泄漏。

4、数据连接、IO、Socket连接等等，它们必须显示释放（用代码 close 掉），否则不会被 GC 回收。

5、内部类的对象被长期持有，那么内部类对象所属的外部类对象也不会被回收。

6、Hash 值发生改变，比如下面中的这个类，它的 hashCode 会随着变量 x 的变化而变化：

可以看到，在测试方法中，当元素的 hashCode 发生改变之后，就再也找不到改变之前的那个元素了；

这也是 String 为什么被设置成了不可变类型，我们可以放心地把 String 存入 HashSet，或者把 String 当做 HashMap 的 key 值；

当我们想把自己定义的类保存到散列表的时候，需要保证对象的 hashCode 不可变。

7、内存中加载数据量过大；之前项目在一次上线的时候，应用启动奇慢直到夯死，就是因为代码中会加载一个表中的数据到缓存（内存）中，测试环境只有几百条数据，但是生产环境有几百万的数据。

2.1内存溢出和内存泄露的联系

内存泄露会最终会导致内存溢出。
相同点：

都会导致应用程序运行出现问题，性能下降或挂起。

不同点：

内存泄露是导致内存溢出的原因之一，内存泄露积累起来将导致内存溢出。
内存泄露可以通过完善代码来避免，内存溢出可以通过调整配置来减少发生频率，但无法彻底避免。

3.Java内存泄漏的排查案例

某个业务系统在一段时间突然变慢，我们怀疑是因为出现内存泄露问题导致的，于是踏上排查之路。

3.1确定频繁Full GC现象

首先通过“虚拟机进程状况工具：jps”找出正在运行的虚拟机进程，操作系统的进程ID（PID，Process Identifier)
jps命令格式为：
jps [ options ] [ hostid ]
使用命令如下：

jps：jps -l
ps：ps -aux | grep java

找到你需要监控的ID（假设为28558），再利用“虚拟机统计信息监视工具：jstat”监视虚拟机各种运行状态信息。
jstat命令格式为：
jstat [ option vmid [interval[s|ms] [count]] ]
使用命令如下：
jstat -gcutil 28558 1000
意思是每1000毫秒查询一次，一直查。gcutil的意思是已使用空间站总空间的百分比。
结果如下图：
jstat执行结果

查询结果表明：这台服务器的新生代Eden区（E，表示Eden）使用了28.30%（最后）的空间，
两个Survivor区（S0、S1，表示Survivor0、Survivor1）分别是0和8.93%，老年代（O，表示Old）使用了87.33%。程序运行以来共发生Minor GC（YGC，表示Young GC）101次，总耗时1.961秒，发生Full GC（FGC，表示Full GC）7次，Full GC总耗时3.022秒，
总的耗时（GCT，表示GC Time）为4.983秒。

3.2 找出导致频繁Full GC的原因

分析方法通常有两种：
1）把堆dump下来再用工具(Ecplise用MAT插件，Idea安装Jprofiler)进行分析，但dump堆要花较长的时间，并且文件巨大，再从服务器上拖回本地导入工具，这个过程有些折腾，不到万不得已最好别这么干。
也可以把文件上传到网站
堆Dump可视化分析： https://heaphero.io/

2）更轻量级的在线分析，

2.3 定位到代码

举例：

一台生产环境机器每次运行几天之后就会莫名其妙的宕机，分析日志之后发现在tomcat刚启动的时候内存占用比较少，但是运行个几天之后内存占用越来越大，通过jmap命令可以查询到一些大对象引用没有被及时GC，这里就要求解决内存泄露的问题。

Java的内存泄露多半是因为对象存在无效的引用，对象得不到释放，如果发现Java应用程序占用的内存出现了泄露的迹象，那么我们一般采用下面的步骤分析：

1. 登录linux服务器，获取tomcat的pid.

  ps -ef|grep java

2. 用工具生成java应用程序的heap dump（如jmap）

使用“Java内存影像工具：jmap”生成堆转储快照（一般称为headdump或dump文件）。

jmap命令格式：
jmap [ option ] vmid
使用命令如下：jmap -histo:live 28558| head -20

查看存活的对象情况，如下图所示：

生成heap dump文件

  jmap -dump:live,format=b,file=heap.hprof 3514

3. 使用Java heap分析工具（如MAT），找出内存占用超出预期的嫌疑对象

Ecplise用MAT插件
Idea安装Jprofiler进行分析
堆Dump可视化分析： https://heaphero.io/

4. 根据情况，分析嫌疑对象和其他对象的引用关系。

5. 分析程序的源代码，找出嫌疑对象数量过多的原因。

帮助JVM调优的在线工具

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