从几个sample来学习Java堆,方法区,Java栈和本地方法栈
- 作者 firedragonpzy
- 17 九月, 2015
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最近在看《深入理解Java虚拟机》,书中给了几个例子,比较好的说明了几种OOM(OutOfMemory)产生的过程,大部分的程序员在写程序时不会太关注Java运行时数据区域的结构:
感觉有必要通过几个实在的例子来加深对这几个区域的了解
1)Java堆
所有对象的实例分配都在Java堆上分配内存,堆大小由-Xmx和-Xms来调节,sample如下所示:
public class HeapOOM { static class OOMObject{} /** * @param args */ public static void main(String[] args) { List< oomobject > list = new ArrayList< oomobject >(); while(true){ list.add(new OOMObject()); } } }
加上JVM参数-verbose:gc -Xms10M -Xmx10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError,就能很快报出OOM:
Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
并且能自动生成Dump。
2)方法区
方法区是存放虚拟机加载类的相关信息,如类、静态变量和常量,大小由-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来调节,类太多有可能撑爆永久带:
public class MethodAreaOOM { static class OOMOjbect{} /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub while(true){ Enhancer eh = new Enhancer(); eh.setSuperclass(OOMOjbect.class); eh.setUseCache(false); eh.setCallback(new MethodInterceptor(){ @Override public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable { // TODO Auto-generated method stub return arg3.invokeSuper(arg0, arg2); } }); eh.create(); } } }
加上永久带的JVM参数:-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M,运行后会报如下异常:
Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
静态变量或常量也会有可能撑爆方法区:
public class ConstantOOM { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub List< string > list = new ArrayList< string >(); int i=0; while(true){ list.add(String.valueOf(i++).intern()); } } }
同样加上JVM参数:-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M,运行后报如下异常:
Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
3)Java栈和本地方法栈
栈是存放线程调用方法时存储局部变量表,操作,方法出口等与方法执行相关的信息,栈大小由Xss来调节,方法调用层次太多会撑爆这个区域,samples如下所示:
package com.cutesource; public class StackOOM { /** * @param args */ private int stackLength = 1; public void stackLeak(){ stackLength++; stackLeak(); } public static void main(String[] args) throws Throwable{ // TODO Auto-generated method stub StackOOM oom = new StackOOM(); try{ oom.stackLeak(); }catch(Throwable err){ System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength); throw err; } } }
设置JVM参数:-Xss128k,报出异常:
Exception in thread “main” java.lang.StackOverflowError
打印出Stack length:1007,这里可以看出,在我的机器上128k的栈容量能承载深度为1007的方法调用。当然报这样的错很少见,一般只会出现无限循环的递归中,另外,线程太多也会占满栈区域:
package com.cutesource; public class StackOOM { /** * @param args */ private int stackLength = 1; private void dontStop(){ while(true){ try{Thread.sleep(1000);}catch(Exception err){} } } public void stackLeakByThread(){ while(true){ Thread t = new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub dontStop(); } }); t.start(); stackLength++; } } public static void main(String[] args) throws Throwable{ // TODO Auto-generated method stub StackOOM oom = new StackOOM(); try{ oom.stackLeakByThread(); }catch(Throwable err){ System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength); throw err; } } }
报出异常:Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError:unable to create new native thread
不过在windows上运行这个例子要小心,会出现系统假死的情况,有可能需要重启机器才行。
以上几个例子虽然比较简单,但能很好帮助普通的程序员更加直观的了解Java堆,方法区,Java栈和本地方法栈。
JVM环境参数怎么配置:
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k
-Xmx3550m:设置JVM最大可用内存为3550M。
-Xms3550m:设置JVM促使内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
-Xmn2g:设置年轻代大小为2G。整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m,所以增大年轻代后,将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。
-Xss128k:设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右。
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0
-XX:NewRatio=4:设置年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代)。设置为4,则年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5
-XX:SurvivorRatio=4:设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4,则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4,一个Survivor区占整个年轻代的1/6
-XX:MaxPermSize=16m:设置持久代大小为16m。
-XX:MaxTenuringThreshold=0:设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代。对于年老代比较多的应用,可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活时间,增加在年轻代即被回收的概论。