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一次OutOfMemoryError异常的分析

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        为什么我给JVM分配的堆已经足够大了,但在给一个数据结构分配内存的时候却抛出了OutOfMemoryError异常?这是我最近面临的一个问题。
        看了下开发人员这段代码到底是干什么的并且再三确认了通过-Xmx参数给JVM设置的堆大小之后,看样子问题确实是有点诡异了。
        通常来说,想弄清楚一个问题的最好方式就是通过一个实例来进行说明。这里我创建一个小的测试用例(由于我本机的JVM最大只能分配1444m内存,因此我将测试int的数组大小改小了):

class ArraySize {
	public static void main(String... args) {
		int[] array = new int[175 * 1024 * 1024];
	}
}

        代码很简单——它要做的就是分配一个175M大小的数组。现在你想下,Java的int类型需要4个字节,那如果用个1G大小的堆来运行这个程序应该就没问题了。毕竟10亿个整型数值也就占用4G内存而已。那为什么我执行这段代码的时候会出现下面的结果?  

        在增加堆的大小之前(事实上,如果使用-Xmx1444m来运行上述程序就没问题了),我们先来看下为什么出现的不是我们预期的结果。


        首先,int类型在Java的确是占用4个字节。因此这并不是我们的JVM在晚上突然发疯了。而且我还可以很确定地告诉你,我的计算也没有问题——175*1024*1024个整型的确是需要734,003,200字节(700M),不到1G内存。
        想知道发生了什么,我们先使用–XX:+PrintGCDetails参数把GC的日志打开之后再运行一遍这个程序看看:


        答案现在一目了然:尽管我们总的堆大小是足够的,但堆中没有一个单独的区域能容下700M的对象。我们这个1G的堆被划分成了四个不同的区域,它们的大小分别是:
- Eden区:273.0625M(279616K)
- Survivor区(包括from区及to区):分别是34.125M(34944K)
- 老生代:682.6875M(699072K)
        现在,请记住了,对象只能在一个独立的区中进行分配,而现在我们看到,这个程序是不可能了——没有任何一个区能有足够的空间来满足这个单次的700M内存的分配。
        因此,我们只能寄希望于增加堆的大小了吗?尽管我们已经多提供了差不多50%的内存——为一个700M大小的数据结构提供了一个1G的堆?先别着急——还有另一个解决方案。你可以设置内存中不同的区域的大小。但这并不是你想像的那么简单明了,你需要对启动配置做两点小的改动。在运行这段相同的程序时,得多增加两个额外的参数:

        这样程序就能完成它的使命也不会抛出OutOfMemoryError了。启动时加上-XX:+PrintGCDetails参数的话可以印证这一点:


        我们可以看到,各个区的大小的确是我们想要的:
        - 新生代的总大小是900M,确如-XX:NewSize=900M(768000K+76800K+76800K=921600K=900M)所指定的那样
       - Eden区是Survior区的10倍,正如我们通过-XX:SurvivorRatio=10参数指定的那样
        注意,在这个例子中,两个参数都是必须的。如果你只指定了-XX:NewSize=900m的话,新生代划分成eden和survivor区的结果就没有一个能大于700m的区域了。
       

        译文作者注(说明:译文作者和原文作者用的测试的数据大小与我上面的不同,他们的是:int[] array = new int[1024*1024*1024];  ):

My Precious:bin me$ java –Xms6g -Xmx6g -XX:+PrintGCDetails eu.plumbr.demo.ArraySize

-- cut for brevity --

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at eu.plumbr.demo.ArraySize.main(ArraySize.java:6)

Heap
 PSYoungGen      total 1835008K, used 125829K [0x0000000780000000, 0x0000000800000000, 0x0000000800000000)
  eden space 1572864K, 8% used [0x0000000780000000,0x0000000787ae15a8,0x00000007e0000000)
  from space 262144K, 0% used [0x00000007e0000000,0x00000007e0000000,0x00000007f0000000)
  to   space 262144K, 0% used [0x00000007f0000000,0x00000007f0000000,0x0000000800000000)
 ParOldGen       total 4194304K, used 229K [0x0000000680000000, 0x0000000780000000, 0x0000000780000000)
  object space 4194304K, 0% used [0x0000000680000000,0x0000000680039608,0x0000000780000000)
 PSPermGen       total 21504K, used 2589K [0x000000067ae00000, 0x000000067c300000, 0x0000000680000000)
  object space 21504K, 12% used [0x000000067ae00000,0x000000067b087668,0x000000067c300000)

        仔细观察了日志可以发现,他分配6G内存的时候,新生代占了大概2G,老生代刚刚好是4G的大小,并且程序退出的时候老生代中还占用了200多K的大小,这样正好存放不下这个数组。作者这个解决方法也有点奇怪,还有一个方案就是将新生代的大小稍微调小一点,比如-XX:MaxNewSize=1800M,这样的话这个数组就可以直接在老生代中进行分配了:

 ParOldGen       total 4448256K, used 4194304K [0x0000000680000000, 0x000000078f800000, 0x000000078f800000)
  object space 4448256K, 94% used [0x0000000680000000,0x0000000780000010,0x000000078f800000)
 

        按译文作者的注明:我共分配1100m内存,给新生区分配200m内存,这个数组就在老生代中进行分配了。


        实际上,新生代分配了366.625m(300416K+37504K+37504K=375424K=366.625M),老生代分配了733.375m(750976K=733.375M)(大于700M的对象内存)。

 

附:Eclipse中增加参数的方法

 


 

文章来源:http://it.deepinmind.com
英文原文链接

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