Tomcat記憶體溢位的三種情況及解決辦法分析
阿新 • • 發佈：2019-01-26
這三個方法都是說JVM的記憶體使用情況而不是作業系統的記憶體；
maxMemory()這個方法返回的是java虛擬機器（這個程序）能構從作業系統那裡挖到的最大的記憶體，以位元組為單位，如果在執行java程式的時候，沒有新增-Xmx引數，那麼就是64兆，也就是說maxMemory()返回的大約是64*1024*1024位元組，這是java虛擬機器預設情況下能從作業系統那裡挖到的最大的記憶體。如果添加了-Xmx引數，將以這個引數後面的值為準，例如java-cp ClassPath -Xmx512m ClassName，那麼最大記憶體就是512*1024*0124位元組。
totalMemory()這個方法返回的是java虛擬機器現在已經從作業系統那裡挖過來的記憶體大小，也就是java虛擬機器這個程序當時所佔用的所有記憶體。如果在執行java的時候沒有新增-Xms引數，那麼，在java程式執行的過程的，記憶體總是慢慢的從作業系統那裡挖的，基本上是用多少挖多少，直挖到maxMemory()為止，所以totalMemory()是慢慢增大的。如果用了-Xms引數，程式在啟動的時候就會無條件的從作業系統中挖-Xms後面定義的記憶體數，然後在這些記憶體用的差不多的時候，再去挖。
freeMemory()是什麼呢，剛才講到如果在執行java的時候沒有新增-Xms引數，那麼，在java程式執行的過程的，記憶體總是慢慢的從作業系統那裡挖的，基本上是用多少挖多少，但是java虛擬機器100％的情況下是會稍微多挖一點的，這些挖過來而又沒有用上的記憶體，實際上就是freeMemory()，所以freeMemory()的值一般情況下都是很小的，但是如果你在執行java程式的時候使用了-Xms，這個時候因為程式在啟動的時候就會無條件的從作業系統中挖-Xms後面定義的記憶體數，這個時候，挖過來的記憶體可能大部分沒用上，所以這個時候freeMemory()可能會有些
--------------------解決方案--------------------------
JVM堆大小的調整
Sun HotSpot1.4.1使用分代收集器，它把堆分為三個主要的域：新域、舊域以及永久域。Jvm生成的所有新物件放在新域中。一旦物件經歷了一定數量的垃圾收集迴圈後，便獲得使用期並進入舊域。在永久域中jvm則儲存class和method物件。就配置而言，永久域是一個獨立域並且不認為是堆的一部分。
下面介紹如何控制這些域的大小。可使用-Xms和-Xmx 控制整個堆的原始大小或最大值。
下面的命令是把初始大小設定為128M：
java –Xms128m
–Xmx256m為控制新域的大小，可使用-XX:NewRatio設定新域在堆中所佔的比例。
下面的命令把整個堆設定成128m，新域比率設定成3，即新域與舊域比例為1：3，新域為堆的1/4或32M：
java –Xms128m –Xmx128m
–XX:NewRatio =3可使用-XX:NewSize和-XX:MaxNewsize
下面的命令把新域的初始值和最大值設定成64m:
java –Xms256m –Xmx256m –Xmn64m
永久域預設大小為4m。執行程式時，jvm會調整永久域的大小以滿足需要。每次調整時，jvm會對堆進行一次完全的垃圾收集。
使用-XX:MaxPerSize標誌來增加永久域搭大小。在WebLogicServer應用程式載入較多類時，經常需要增加永久域的最大值。當jvm載入類時，永久域中的物件急劇增加，從而使jvm不斷調整永久域大小。為了避免調整，可使用-XX:PerSize標誌設定初始值。
下面把永久域初始值設定成32m，最大值設定成64m。
java -Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:PermSize=32m-XX:MaxPermSize=64m
預設狀態下，HotSpot在新域中使用複製收集器。該域一般分為三個部分。第一部分為Eden，用於生成新的物件。另兩部分稱為救助空間，當Eden充滿時，收集器停止應用程式，把所有可到達物件複製到當前的from救助空間，一旦當前的from救助空間充滿，收集器則把可到達物件複製到當前的to救助空間。From和to救助空間互換角色。維持活動的物件將在救助空間不斷複製，直到它們獲得使用期並轉入舊域。使用-XX:SurvivorRatio可控制新域子空間的大小。
同NewRation一樣，SurvivorRation規定某救助域與Eden空間的比值。比如，以下命令把新域設定成64m，Eden佔32m，每個救助域各佔16m：
java -Xms256m -Xmx256m -Xmn64m -XX:SurvivorRation =2
如前所述，預設狀態下HotSpot對新域使用複製收集器，對舊域使用標記－清除－壓縮收集器。在新域中使用複製收集器有很多意義，因為應用程式生成的大部分物件是短壽命的。理想狀態下，所有過渡物件在移出Eden空間時將被收集。如果能夠這樣的話，並且移出Eden空間的物件是長壽命的，那麼理論上可以立即把它們移進舊域，避免在救助空間反覆複製。但是，應用程式不能適合這種理想狀態，因為它們有一小部分中長壽命的物件。最好是保持這些中長壽命的物件並放在新域中，因為複製小部分的物件總比壓縮舊域廉價。為控制新域中物件的複製，可用-XX:TargetSurvivorRatio控制救助空間的比例（該值是設定救助空間的使用比例。如救助空間位1M，該值50表示可用500K）。該值是一個百分比，預設值是50。當較大的堆疊使用較低的sruvivorratio時，應增加該值到80至90，以更好利用救助空間。用-XX:maxtenuringthreshold可控制上限。
為放置所有的複製全部發生以及希望物件從eden擴充套件到舊域，可以把MaxTenuringThreshold設定成0。設定完成後，實際上就不再使用救助空間了，因此應把SurvivorRatio設成最大值以最大化Eden空間，設定如下：
java … -XX:MaxTenuringThreshold=0 –XX:SurvivorRatio＝50000 …
垃圾回收描述：
垃圾回收分多級，0級為全部(Full)的垃圾回收，會回收OLD段中的垃圾；1級或以上為部分垃圾回收，只會回收Young中的垃圾，記憶體溢位通常發生於OLD段或Perm段垃圾回收後，仍然無記憶體空間容納新的Java物件的情況。
當一個URL被訪問時，記憶體申請過程如下：
A. JVM會試圖為相關Java物件在Eden中初始化一塊記憶體區域
B. 當Eden空間足夠時，記憶體申請結束。否則到下一步
C.JVM試圖釋放在Eden中所有不活躍的物件（這屬於1或更高階的垃圾回收）；釋放後若Eden空間仍然不足以放入新物件，則試圖將部分Eden中活躍物件放入Survivor區/OLD區
D.Survivor區被用來作為Eden及OLD的中間交換區域，當OLD區空間足夠時，Survivor區的物件會被移到Old區，否則會被保留在Survivor區
E. 當OLD區空間不夠時，JVM會在OLD區進行完全的垃圾收集（0級）
F.完全垃圾收集後，若Survivor及OLD區仍然無法存放從Eden複製過來的部分物件，導致JVM無法在Eden區為新物件建立記憶體區域，則出現”outof memory錯誤”
Java堆相關引數：
ms/mx：定義YOUNG+OLD段的總尺寸，ms為JVM啟動時YOUNG+OLD的記憶體大小；mx為最大可佔用的YOUNG+OLD記憶體大小。在使用者生產環境上一般將這兩個值設為相同，以減少執行期間系統在記憶體申請上所花的開銷。
NewSize/MaxNewSize
PermSize/MaxPermSize：定義Perm段的尺寸，PermSize為JVM啟動時Perm的記憶體大小；MaxPermSize為最大可佔用的Perm記憶體大小。在使用者生產環境上一般將這兩個值設為相同，以減少執行期間系統在記憶體申請上所花的開銷。
SurvivorRatio：設定Survivor空間和Eden空間的比例
例：
MEM_ARGS="-Xms512m -Xmx512m -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize
在上面的例子中：
YOUNG+OLD: 512M
YOUNG: 256M
Perm: 128M
Eden: YOUNG*6/(6+1+1)=192M
Survivor: YOUNG/(6+1+1)=32M
Java堆的總尺寸=YOUNG+OLD+Perm=640M
maxMemory()這個方法返回的是java虛擬機器（這個程序）能構從作業系統那裡挖到的最大的記憶體，以位元組為單位，如果在執行java程式的時候，沒有新增-Xmx引數，那麼就是64兆，也就是說maxMemory()返回的大約是64*1024*1024位元組，這是java虛擬機器預設情況下能從作業系統那裡挖到的最大的記憶體。如果添加了-Xmx引數，將以這個引數後面的值為準，例如java-cp ClassPath -Xmx512m ClassName，那麼最大記憶體就是512*1024*0124位元組。
totalMemory()這個方法返回的是java虛擬機器現在已經從作業系統那裡挖過來的記憶體大小，也就是java虛擬機器這個程序當時所佔用的所有記憶體。如果在執行java的時候沒有新增-Xms引數，那麼，在java程式執行的過程的，記憶體總是慢慢的從作業系統那裡挖的，基本上是用多少挖多少，直挖到maxMemory()為止，所以totalMemory()是慢慢增大的。如果用了-Xms引數，程式在啟動的時候就會無條件的從作業系統中挖-Xms後面定義的記憶體數，然後在這些記憶體用的差不多的時候，再去挖。
freeMemory()是什麼呢，剛才講到如果在執行java的時候沒有新增-Xms引數，那麼，在java程式執行的過程的，記憶體總是慢慢的從作業系統那裡挖的，基本上是用多少挖多少，但是java虛擬機器100％的情況下是會稍微多挖一點的，這些挖過來而又沒有用上的記憶體，實際上就是freeMemory()，所以freeMemory()的值一般情況下都是很小的，但是如果你在執行java程式的時候使用了-Xms，這個時候因為程式在啟動的時候就會無條件的從作業系統中挖-Xms後面定義的記憶體數，這個時候，挖過來的記憶體可能大部分沒用上，所以這個時候freeMemory()可能會有些
--------------------解決方案--------------------------
JVM堆大小的調整
Sun HotSpot1.4.1使用分代收集器，它把堆分為三個主要的域：新域、舊域以及永久域。Jvm生成的所有新物件放在新域中。一旦物件經歷了一定數量的垃圾收集迴圈後，便獲得使用期並進入舊域。在永久域中jvm則儲存class和method物件。就配置而言，永久域是一個獨立域並且不認為是堆的一部分。
下面介紹如何控制這些域的大小。可使用-Xms和-Xmx 控制整個堆的原始大小或最大值。
下面的命令是把初始大小設定為128M：
java –Xms128m
–Xmx256m為控制新域的大小，可使用-XX:NewRatio設定新域在堆中所佔的比例。
下面的命令把整個堆設定成128m，新域比率設定成3，即新域與舊域比例為1：3，新域為堆的1/4或32M：
java –Xms128m –Xmx128m
–XX:NewRatio =3可使用-XX:NewSize和-XX:MaxNewsize
下面的命令把新域的初始值和最大值設定成64m:
java –Xms256m –Xmx256m –Xmn64m
永久域預設大小為4m。執行程式時，jvm會調整永久域的大小以滿足需要。每次調整時，jvm會對堆進行一次完全的垃圾收集。
使用-XX:MaxPerSize標誌來增加永久域搭大小。在WebLogicServer應用程式載入較多類時，經常需要增加永久域的最大值。當jvm載入類時，永久域中的物件急劇增加，從而使jvm不斷調整永久域大小。為了避免調整，可使用-XX:PerSize標誌設定初始值。
下面把永久域初始值設定成32m，最大值設定成64m。
java -Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:PermSize=32m-XX:MaxPermSize=64m
預設狀態下，HotSpot在新域中使用複製收集器。該域一般分為三個部分。第一部分為Eden，用於生成新的物件。另兩部分稱為救助空間，當Eden充滿時，收集器停止應用程式，把所有可到達物件複製到當前的from救助空間，一旦當前的from救助空間充滿，收集器則把可到達物件複製到當前的to救助空間。From和to救助空間互換角色。維持活動的物件將在救助空間不斷複製，直到它們獲得使用期並轉入舊域。使用-XX:SurvivorRatio可控制新域子空間的大小。
同NewRation一樣，SurvivorRation規定某救助域與Eden空間的比值。比如，以下命令把新域設定成64m，Eden佔32m，每個救助域各佔16m：
java -Xms256m -Xmx256m -Xmn64m -XX:SurvivorRation =2
如前所述，預設狀態下HotSpot對新域使用複製收集器，對舊域使用標記－清除－壓縮收集器。在新域中使用複製收集器有很多意義，因為應用程式生成的大部分物件是短壽命的。理想狀態下，所有過渡物件在移出Eden空間時將被收集。如果能夠這樣的話，並且移出Eden空間的物件是長壽命的，那麼理論上可以立即把它們移進舊域，避免在救助空間反覆複製。但是，應用程式不能適合這種理想狀態，因為它們有一小部分中長壽命的物件。最好是保持這些中長壽命的物件並放在新域中，因為複製小部分的物件總比壓縮舊域廉價。為控制新域中物件的複製，可用-XX:TargetSurvivorRatio控制救助空間的比例（該值是設定救助空間的使用比例。如救助空間位1M，該值50表示可用500K）。該值是一個百分比，預設值是50。當較大的堆疊使用較低的sruvivorratio時，應增加該值到80至90，以更好利用救助空間。用-XX:maxtenuringthreshold可控制上限。
為放置所有的複製全部發生以及希望物件從eden擴充套件到舊域，可以把MaxTenuringThreshold設定成0。設定完成後，實際上就不再使用救助空間了，因此應把SurvivorRatio設成最大值以最大化Eden空間，設定如下：
java … -XX:MaxTenuringThreshold=0 –XX:SurvivorRatio＝50000 …
垃圾回收描述：
垃圾回收分多級，0級為全部(Full)的垃圾回收，會回收OLD段中的垃圾；1級或以上為部分垃圾回收，只會回收Young中的垃圾，記憶體溢位通常發生於OLD段或Perm段垃圾回收後，仍然無記憶體空間容納新的Java物件的情況。
當一個URL被訪問時，記憶體申請過程如下：
A. JVM會試圖為相關Java物件在Eden中初始化一塊記憶體區域
B. 當Eden空間足夠時，記憶體申請結束。否則到下一步
C.JVM試圖釋放在Eden中所有不活躍的物件（這屬於1或更高階的垃圾回收）；釋放後若Eden空間仍然不足以放入新物件，則試圖將部分Eden中活躍物件放入Survivor區/OLD區
D.Survivor區被用來作為Eden及OLD的中間交換區域，當OLD區空間足夠時，Survivor區的物件會被移到Old區，否則會被保留在Survivor區
E. 當OLD區空間不夠時，JVM會在OLD區進行完全的垃圾收集（0級）
F.完全垃圾收集後，若Survivor及OLD區仍然無法存放從Eden複製過來的部分物件，導致JVM無法在Eden區為新物件建立記憶體區域，則出現”outof memory錯誤”
Java堆相關引數：
ms/mx：定義YOUNG+OLD段的總尺寸，ms為JVM啟動時YOUNG+OLD的記憶體大小；mx為最大可佔用的YOUNG+OLD記憶體大小。在使用者生產環境上一般將這兩個值設為相同，以減少執行期間系統在記憶體申請上所花的開銷。
NewSize/MaxNewSize
PermSize/MaxPermSize：定義Perm段的尺寸，PermSize為JVM啟動時Perm的記憶體大小；MaxPermSize為最大可佔用的Perm記憶體大小。在使用者生產環境上一般將這兩個值設為相同，以減少執行期間系統在記憶體申請上所花的開銷。
SurvivorRatio：設定Survivor空間和Eden空間的比例
例：
MEM_ARGS="-Xms512m -Xmx512m -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize
在上面的例子中：
YOUNG+OLD: 512M
YOUNG: 256M
Perm: 128M
Eden: YOUNG*6/(6+1+1)=192M
Survivor: YOUNG/(6+1+1)=32M
Java堆的總尺寸=YOUNG+OLD+Perm=640M