主题：[JVM-翻译]揭开java.lang.OutOfMemoryError面纱之一<转Java eye david.org>

Java 虚拟机包括六个不同的运行时数据区域（内存域）：

1.程序计数器（Program Counter Register）

2.Java 虚拟机栈（Java VM Stack）

3.Java堆（Heap）

4.方法区（Java VM Method Area）

5.常量池（Runtime Constant Pool）

6.本地方法栈（Native Method Stack）

1.程序计数器又称为PC寄存器，是存放当前正在运行的Java 字节码操作指令的地址。（这里加些说明：对于一个运行中的Java程序而言，其中的每个线程都有它自己的PC(程序计数器)寄存器，它是在该线程启动时创建的，PC寄存器的大小是一个字长，因此它既能够持有一个本地指针，也能够持有一个ReturnAddress）

2.Java虚拟机栈是有栈帧（stack frame）组成，帧则是用来存储线程在执行过程中的参数，返回值，以及中间结果等。如果没有足够的内存给Java VM 栈，或没有足够的内存来生成新的线程时，Java虚拟机将抛出OutOfMemoryError.

3.Heap是用来存储Java类实例或数组的。当没有足够的内存给新生实例或数组时，Java虚拟机将抛出OutOfMemoryError

4.方法区是由一些C/C++写的方法，给与JVM一些方法支持，同理，当没有可用的内存时也会抛出OutOfMemoryError异常。

 你可能看到一个域OutOfMemoryError完全不一样的异常：StackOverError。该异常的抛出则是当本地内存栈或Java虚拟机栈超出配置大小时抛出。在大多数IBM的Java虚拟机中，-Xmso命令参数可以控制操作系统栈线程和本地线程栈大小，-Xss参数可以控制Java虚拟机线程栈的大小。在一些如：Sun HotSpot的JVM厂商，Java方法通过C/C++本地指令共享栈帧，-Xss可以为一个线程配置最大内存，改值的默认值和平台，以及觉床额JVM的实现厂商有关，但一般都在245k-1024k的大小，请参考你的JVM说明文档。在另外文章中我们会涉及更多关于StackOverFlowError的东西。

 现在，我们了解一下那些内存域会引起java.lang.OutOfMemory,让我们来看看一下几个实际错误信息，我们又改如何处理他们呢？

   Java代码

1. Java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit  
   
2. 该例外表明有一数组请求一个超过VM预先分配的内存大小的内存值。 如果我们遇到该类异常我们该怎么办？我们需要检出源码，以确保确实没有动态或静态的创建如此之大的数组。 不过还好，最后版本的VM一般不会有这样的限制。
   
   
   Java代码

   1. Java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space  

      Java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space
     

   
   
   当Java Heap 中的Perm 内存区满的时候，JVM会抛出上面的一样的异常。
   在一些Java虚拟机中, 如Sun 公司的HotSpot Java虚拟机, 一块存储类对象或方法对象的专有内存称为永久一代（又称永久区域）。我们可以想象一下IBM 建模和分析工具的Java GC的perm 区使用方法。
   
   
   
   在图中，我们看到”Max Perm”和”Used Tenured”两按钮显示了Perm 区的使用方法和它的最大长度。我们可以看到Perm区使用的总内存已经到了它的最大化上限，这就是为什么我们会得到 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen Space 的异常. 假使没有内存泄露, 我们可以通过调整-XX:MaxPermSize参数选项来增加Perm 区的最大化上限值。 比如这样：
   -XX:MaxPermSize=128m
   
   上面选项将设置Perm 区的最大值为128Mbytes.
   
   Okay,到现在我们已经看到由于耗尽Java Heap或者Java Heap中的Perm区的内存而导致抛出的Java.lang.OutOfMemoryError异常。不过更为意外的是, 当Java虚拟机在本地内存中, 找不到更多可用内存时, 仍然可以像在Java Heap中, 抛出Java.langOutOfMemory异常。那么在这种情况下, 我们如何来断定该异常是从Java Heap中还是本地内存中引发的呢 ？
   
   在下面的异常中, 没有啥信息指定该OutOfMemoryError异常是从Java Heap还是本地内存中抛出：
   
   Java代码

   1. JVMDUMP013I Processed dump event “systhrow”, detail “java/lang/OutOfMemoryError”.   

      JVMDUMP013I Processed dump event “systhrow”, detail “java/lang/OutOfMemoryError”.
     

   
   
   以下异常，Java 虚拟机非常友好的告诉我们足够的信息说是本地内存耗尽, 在该异常中, JVM描述到 “allocatedMemory failed”，这说明本地内存分配失败：
   Java.lang.OutOfMemoryError: JVMCI026: allocatedMemory failed
   
   以下异常，似乎没啥线索能够说明是本地内存还是Java Heap中抛出的异常，不过幸运的是我们有一个行号，20，还有一个源文件的文件名, HeapExhaustionSimulator.java，好像是和Heap相关的，呵：
   
   Java代码

   1. JVMDG274: Dump Handler has Processed OutOfMemory.   
   2. Exception in thread  "main"  java.lang.OutOfMemoryError   
   3. at HeapExhaustionSimulator.main(HeapExhaustionSimulator.java: 20 )  

      JVMDG274: Dump Handler has Processed OutOfMemory.
   Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
   at HeapExhaustionSimulator.main(HeapExhaustionSimulator.java:20)
     

   
   
   以下异常，似乎仍然没啥线索能够说明是本地内存还是Java heap中抛出。不过”sun.misc.Unsafe.allocatedMemory(Native Method)”表明似乎是本地内存相关的。
   
   Java代码

   1. Exception in thread  "main"  java.lang.OutOfMemoryError   
   2. at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)   
   3. at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java: 99 )   
   4. at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java: 288 )   
   5. at NativeMemorySimulator.main(NativeMemorySimulator.java: 11 )  

      Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
   at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
   at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:99)
   at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:288)
   at NativeMemorySimulator.main(NativeMemorySimulator.java:11)
     

   
   
   以下异常, Java 虚拟机指定Java Heap 中抛出java.lang.OutOfMemoryError.
   
   Java代码

   1. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space   
   2. Dumping heap to java_pid6280.hprof ...   
   3. Heap dump file created [ 50549348  bytes in  1.444  secs]  

      java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
   Dumping heap to java_pid6280.hprof ...
   Heap dump file created [50549348 bytes in 1.444 secs]
     

   
   
   你以往可能见过像这样的一个异常：
   
   Java代码

   1. java.lang.OutOfMemoryError: requested NNN bytes  for  MMMM. Out of swap space?  

      java.lang.OutOfMemoryError: requested NNN bytes for MMMM. Out of swap space?
     

   
   
   从字面上, 您可能会检查操作系统的swap 的配置大小，不过JVM似乎也不确定swap space 是不是最主要的原因。我们可以检查一下JVM是否已经使用了大量的本地内存, 我们还需确定有足够的内存提供给JVM，以及没有其他进程正在耗尽大量的内存资源。最后我们有必要尝试找一些MMMM相关的bug。
   
   
   Java代码

   1. Java.lang.OutOfMemoryError: unable to create  native  thread   

      Java.lang.OutOfMemoryError: unable to create native thread
     

   
   这样的异常是在说，如果您拥有大量的线程，或者本地内存耗尽时，新的线程企图创建时抛出。
   
   Java Heap Dump 是什么？
   我们知道Java Heap 是所有类实例和数组对象分配的一个运行时数据区，其间所有Java VM线程在执行期间共享Heap 中的数据。那么一个Java heap dump相当于在一个特殊的时间点上生成的一个快照，它就像给一个繁忙的数据仓库在给定的时间上来了一个照片，我们通过这张快照可以识别哪些组件在那快照的那时间点上是可用的。
   
   由于Java 说明文档并没有提及到Java heap dump，在各个不同的JVM厂商，存在各个对Java heap dump的介绍。 如IBM JVM的Java heap dump 提供的信息大至和Java Heap差不多。
   Sun公司提供的信息基本上是JVM Stack，运行时常量池和Java Heap等.
   
   如何生成Java Heap Dumps ？
   Java Heap Dumps通常是由JVM自动生成，不过您也可以强制生成Java Heap Dumps。在大多数IBM的JVM上。Java Heap Dumps 在当Java Heap 用完前自动生成。在大多数Sun 公司的JVM上，你需要在JVM上配置以生成Java Heap dumps. 如果你想在java.lang.OutOfMemory出现时生成，你需要在某些Sun的发行版的JVM配置 –XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数选项. 你同样需要配置 –agentlib:phrof=heap=dump选项来使用HPROF。如果JVM提供, 你可以使用jmap工具, 比如：jmap –dump 1234 将从进程号1234上生成Java heap dump. 你可以通过调用HotSpotDiagnostic MBean和dumpHeap 来利用JConsole来监视内存。
   如果你想在IBM的JVMs上给JVM崩溃或是用户信号生成Java heap dumps, 你可以配置环境变量 IBM_HEAPDUMP和IBM_HEAP_DUMP置为TRUE. 如：可以在给IBM JVM发送一个SIGQUIT信号
   
   具体请参阅你的JVM说明文档以获得更多信息，因为由于平台与厂商的不同，选项会有所变化。
   
   在哪可以找到Java Heap Dumps ?
   您可以在JVM进程的当前工作目录下找到Java heap dumps，除非你指定了另外的目录位置。
   您可以在IBM JVMs上通过环境变量指定目录位置： IBM_HEAPDUMPDIR 和 _CEE_DEPTARG.
   如果没有足够的空间给指定的目录，或JVM在指定目录下未获取写权限, Java Heap dumps 将会在操作系统的临时目录下生成。 关于操作系统的默认临时目录位置和配置信息，请参阅你的操作系统手册。