总结Java程序内存溢出原因
目录
这篇日志总结下Java程序中的发生内存溢出的一些原因，我们知道JVM堆空间十分重要，大部分对象在创建时都是放在堆中（除了一些逃逸对象是栈上分配），例如新生代存放在eden区中。随着对象的不断创建和老年代对象的不断产生，如果垃圾回收不能及时释放内存，最终堆内存被耗尽，新对象创建时由于内存不足，申请空间失败，导致内存溢出，在Java程序中内存溢出分几种，直接内存溢出，堆溢出和永久区溢出，在总结这几种内存溢出情况前，先分清内存溢出和内存泄漏这两者的区别和关联。
内存溢出和内存泄漏
内存泄漏（memory leak）指的是程序执行过程中，在申请内存，使用完毕后没有释放资源，内存堆积越来越多，最后堆空间被占用完，内存泄漏大致可以分为4种：
- 一次性内存泄漏：指的是由于逻辑实现部分的问题，该部分代码只会被执行一次，但一执行就会有一片内存发生泄漏。
- 常发性内存泄漏：指的是这部分代码会被执行多次，每一次执行时都会导致一片内存发生泄漏。
- 偶然性内存泄漏：指的是这部分代码在某些特定场合下执行才会发生泄漏，这类情况比较难发现。
- 最后一种是隐式的内存泄漏：指的是对于一些需要运行很久的程序，例如服务器程序，程序运行过程种不断地申请内存，一直到程序运行结束后才把所有的空间释放掉，如果中途GC没有及时回收可用空间，最总也会导致内存泄漏，当然也有可能程序运行到结束后也没有出现泄漏，这样的情况称为隐式内存泄漏，泄漏有可能发生，也可能不发生。
内存溢出上面讲了是怎么一回事，就是没有足够的空间分配给新的对象了，内存泄漏与溢出两者的关系，就是内存泄漏最后会导致内存溢出。
直接内存溢出
对于使用了NIO的Java程序，代码可以向操作系统申请一块内存，称为“直接内存”，不同于堆内存，直接内存不交由JVM管理，优点是对直接内存的访问速度要快于Java堆内存，这样我们就可以把一些经常被访问到的代码，对象等放到直接内存里，提高整个程序的执行效率。但是如果不及时GC可回收内存，随着内存的不断申请，最终也会导致内存溢出，来看一个例子：
public static void main(String[] args) {
for(int i=0; i<1024; i++) {
System.out.println("第"+i+"次申请内存.");
ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024);
}
程序很简单，使用ByteBuffer.allocateDirect（）不断向操作系统申请直接内存，且不显式地调用System.gc（）进行垃圾回收，使用参数-Xmx128m –XX:PrintGCDetails来执行程序，按道理来说，随着内存的不断申请又不回收释放，最后会因为无法申请到足够的空间而导致OutOfMemoryError内存溢出。不过..我在自己的Windows和Ubuntu下执行，发现程序都能顺利执行，不管你代码申请的空间有多大，因为GC一直有在作用：
原因是两个系统都是64位，在64位系统下对程序的可用最大内存是没有限制的，32位系统则有。至于为什么我们没有显式调用GC，GC却一样有在作用，原因是当程序使用的直接内存大小达到最大之后，GC就会自动执行，所以，如果我们在Ubuntu下加上参数-XX:MaxDirectMemorySize=1g来执行上述代码，限制最大可用内存，则程序执行到中途就会因为无法申请内存而终止，整个过程GC也没有发生作用：
堆溢出
堆溢出可以说是Java程序中内存溢出最常见的一种情况，因为新生代对象大部分都是创建分配在eden区中，如果这些新生代都是形如String str = new String（”Hello World.”）;这样的强引用对象，GC不会对它们进行回收，那么随着对象越积越多，最后所占的内存大小大于-Xmx参数设置的最大堆空间大小后，就会发生堆溢出，来看一个例子：
ArrayList<byte[]> myList = new ArrayList<byte[]>();
for(int i=0; i<1024; i++) {
System.out.println(i);
myList.add(new byte[1024*1024]);
}
可以看到，程序执行抛出了堆溢出错误，后面标明了“Java heap space”，也就是说这是一次堆溢出。
方法区溢出
方法区用来存放Java类元数据，也就是类的信息，即类名，实现的接口列表和直接父类名；一些常量和静态变量，字段和方法等，它和Java堆一样是线程共享的，如果一个程序中加载的类太多，那么方法区就有可能溢出。看一个例子：
try {
for(int i=0; i<99999; i++) {
//System.out.println(i);
HeapOOM bean = new HeapOOM(i, new HashMap());
}
} catch(Error e) {
e.printStackTrace();
}
我们可以使用参数-XX:MaxPermSize=10m参数运行，使得程序出现OutOfMemoryError:PermGen space错误，如果出现方法区溢出，也可以通过把MaxPermSize的值调大来解决。