大家好，我是星星，OOM意味着程序存在漏洞，可能是代码或者JVM参数配置引起的。我之前做一个购票系统的时候，项目的开源者就特别讲过这个问题，那么今天星星就和大家聊一聊，Java进程触发了OOM后如何排查。

1.为什么会OOM？

OOM，英文意思表示内存耗尽。当JVM因为没有足够的内存来为对象分配空间，并且垃圾回收器也已经没有空间可以回收时，就会抛出这个错误。

为什么会出现OOM，一般是有这些问题引起的：
1.分配过少：JVM 初始化内存小，业务使用了大量内存；或者不同 JVM 区域分配内存不合理。
2.代码漏洞：某一个对象被频繁申请，不用了之后却没有被释放，导致内存耗尽。

什么是内存泄漏和内存溢出？
内存泄漏：内存使用完但仍未被释放，这就导致虚拟机无法再次使用该内存，这时候这段内存就泄漏了。
内存溢出：申请的内存超出了JVM能提供的内存大小。
如果内存溢出持续存在的话，最后一定会溢出，这之间是存在因果关系的。

2.常见的OOM类型

出现OOM的类型有很多，我给你列出来了，但咱们这篇文章主要讨论的是Java堆空间的OOM的排查思路，这也是最常见的场景。

1.Java堆内存溢出

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
原因：一般由于 JVM 堆内存设置不合理或者内存泄漏导致。如果是内存泄漏，可以通过工具查看泄漏对象到 GC Roots 的引用链。掌握了泄漏对象的类型信息以及 GC Roots 引用链信息，就可以精准地定位出泄漏代码的位置。如果不存在内存泄漏，就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应该检查虚拟机的堆参数（-Xmx 与 -Xms），查看是否可以将虚拟机的内存调大些。所以总结来看的话有两个，一个就是内存设置小了，一个就是内存泄漏了。

2.栈溢出（虽然不是OOM但相关）

java.lang.StackOverflowError
虚拟机栈溢出，一般是由于程序中存在 死循环或者深度递归调用 造成的。如果栈大小设置过小也会出现溢出，可以通过 -Xss 设置栈的大小。
虚拟机抛出栈溢出错误，可以在日志中定位到错误的类、方法。

3.永久代（方法区）溢出

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
Java7 永久代（方法区）溢出，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。每当一个类初次加载的时候，元数据都会存放到永久代。

在Java8的时候，将永久代变更为元空间了，报错是：
java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space，元空间内存不足默认进行动态扩展

3.查看JVM内存分布

这里咱主要讨论的是堆内存导致的OOM的排查，这也是最常见的场景。

假设咱的Java应用PID是15162（这里你直接top找到PID就可以了，不赘述），输入命令查看JVM内存分布 jmap -heap 15162。你会得到下面这些

[xxx@xxx ~]# jmap -heap 15162
Attaching to process ID 15162, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12

using thread-local object allocation.
Mark Sweep Compact GC

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40 # 最小堆使用比例
   MaxHeapFreeRatio         = 70 # 最大堆可用比例
   MaxHeapSize              = 482344960 (460.0MB) # 最大堆空间大小
   NewSize                  = 10485760 (10.0MB) # 新生代分配大小
   MaxNewSize               = 160759808 (153.3125MB) # 最大新生代可分配大小
   OldSize                  = 20971520 (20.0MB) # 老年代大小
   NewRatio                 = 2 # 新生代比例
   SurvivorRatio            = 8 # 新生代与 Survivor 比例
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB) # 元空间大小
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) # Compressed Class Space 空间大小限制
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB # 最大元空间大小
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB) # G1 单个 Region 大小

Heap Usage:  # 堆使用情况
New Generation (Eden + 1 Survivor Space): # 新生代
   capacity = 9502720 (9.0625MB) # 新生代总容量
   used     = 4995320 (4.763908386230469MB) # 新生代已使用
   free     = 4507400 (4.298591613769531MB) # 新生代剩余容量
   52.56726495150862% used # 新生代使用占比
Eden Space:
   capacity = 8454144 (8.0625MB) # Eden 区总容量
   used     = 4029752 (3.8430709838867188MB) # Eden 区已使用
   free     = 4424392 (4.219429016113281MB) # Eden 区剩余容量
   47.665996699370154% used  # Eden 区使用占比
From Space: # 其中一个 Survivor 区的内存分布
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 965568 (0.92083740234375MB)
   free     = 83008 (0.07916259765625MB)
   92.083740234375% used
To Space: # 另一个 Survivor 区的内存分布
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 1048576 (1.0MB)
   0.0% used
tenured generation: # 老年代
   capacity = 20971520 (20.0MB)
   used     = 10611384 (10.119804382324219MB)
   free     = 10360136 (9.880195617675781MB)
   50.599021911621094% used

10730 interned Strings occupying 906232 bytes.

那这个时候呢，你就可以通过查看JVM内存分配以及运行时的使用情况来判断内存分配是否合理。是不是都一目了然了呢？
另外呢你还可以在JVM运行的时候查看最耗费资源的对象，

jmap -histo:live 15162 | more

JVM 内存对象列表按照对象所占内存大小排序。

• instances：实例数；
• bytes：单位 byte；
• class name：类名。

明显看到 CustomObjTest 对象实例以及占用内存过多。可惜的是，方案存在局限性，因为它只能排查对象占用内存过高问题。

其中 “[” 代表数组，例如 “[C” 代表 Char 数组，“[B” 代表 Byte 数组。如果数组内存占用过多，我们不知道哪些对象持有它，所以就需要 Dump 内存进行离线分析。

注意：jmap -histo:live 执行此命令，JVM 会先触发 GC，再统计信息

4.Dump文件分析

Dump 文件是 Java 进程的内存镜像，其中主要包括 系统信息、虚拟机属性、完整的线程 Dump、所有类和对象的状态 等信息。

当程序发生内存溢出或 GC 异常情况时，怀疑 JVM 发生了 内存泄漏，这时我们就可以导出 Dump 文件分析。

JVM 启动参数配置添加以下参数：

• -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
• -XX:HeapDumpPath=./（参数为 Dump 文件生成路径）

当 JVM 发生 OOM 异常自动导出 Dump 文件，文件名称默认格式：java_pid{pid}.hprof

上面配置是在应用抛出 OOM 后自动导出 Dump，或者可以在 JVM 运行时导出 Dump 文件。

jmap -dump:file=[文件路径] [pid]

# 示例
jmap -dump:file=./jvmdump.hprof 15162

在本地写一个测试代码，验证下 OOM 以及分析 Dump 文件。

设置 VM 参数：-Xms3m -Xmx3m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./

public static void main(String[] args) {
    List<Object> oomList = Lists.newArrayList();
  	// 无限循环创建对象
    while (true) {
        oomList.add(new Object());
    }
}

通过报错信息得知，java heap space 表示 OOM 发生在堆区，并生成了 hprof 二进制文件在当前文件夹下。

JvisualVM 分析
Dump 分析工具有很多，相对而言 JvisualVM、JProfiler、Eclipse Mat，使用人群更多一些。下面以 JvisualVM 举例分析 Dump 文件。

列举两个常用的功能，第一个是能看到触发 OOM 的线程堆栈，清晰得知程序溢出的原因

第二个就是可以查看 JVM 内存里保留大小最大的对象，可以自由选择排查个数。

点击对象还可以跳转具体的对象引用详情页面。

文中 Dump 文件较为简单，而正式环境出错的原因五花八门，所以不对该 Dump 文件做深度解析。

注意：JvisualVM 如果分析大 Dump 文件，可能会因为内存不足打不开，需要调整默认的内存。

5.如何处理OOM

JVM 启动参数配置添加以下参数：

• -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
• 导出堆信息到指定文件，默认关闭
• -XX:HeapDumpPath=./（参数为 Dump 文件生成路径）
• 导出堆信息指定路径，配合 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 使用
• -XX:OnOutOfMemoryError=./dev-support/oom.sh
• 抛出 OOM 时执行 shell 脚本

-XX:OnOutOfMemoryError 参数很关键，可以做很多 OOM 触发后的个性化操作，重启应用或者通知开发解决问题。
并通过 -XX:OnOutOfMemoryError=./dev-support/oom.sh 指定在 OOM 时执行了某一 shell 脚本，向所在服务的群组触发了通知。

# 钉钉群里创建机器人
# 设置自定义关键字：报警
curl 'https://oapi.dingtalk.com/robot/send?access_token=4acbf3675e8ec5923bb890d05c315bb4221ba4b9d4062c01b67939cfed02e612' \
 -H 'Content-Type: application/json' \
 -d '{"msgtype": "text","text": {"content":"应用触发 OOM 报警，请尽快处理"}}'

这里仅演示 Demo，公司生产环境可扩展相关执行方案。

6.文末总结

线上如遇到 JVM 内存溢出，可以分以下几步排查：

1. jmap -heap 查看是否内存分配过小；
2. jmap -histo 查看是否有明显的对象分配过多且没有释放情况；
3. jmap -dump 导出 JVM 当前内存快照，使用 JDK 自带或 MAT 等工具分析快照。

如果上面还不能定位问题，那么需要排查应用是否在不断创建资源，比如网络连接或者线程，都可能会导致系统资源耗尽。

上如遇到 JVM 内存溢出，可以分以下几步排查：

1. jmap -heap 查看是否内存分配过小；
2. jmap -histo 查看是否有明显的对象分配过多且没有释放情况；
3. jmap -dump 导出 JVM 当前内存快照，使用 JDK 自带或 MAT 等工具分析快照。

如果上面还不能定位问题，那么需要排查应用是否在不断创建资源，比如网络连接或者线程，都可能会导致系统资源耗尽。

好的，那今天的内容到这里就结束了，如果对您有帮助，可以点亮一个赞，本文内容参考了一个技术大牛的解决方案，我相信你下次遇到类似OOM的问题，应该不会束手无策了。我们明天再见。