JVM内存不足原因

Question

问题基于 Oracle Hotspot JDK8。

当应用程序遇到java.lang.OutOfMemory: Java heap space 异常时，我想，有两个可能的原因。

1. 分配的 JVM 堆大小达到-Xmx 指定大小，GC 系统无法挤出足够的空间。
2. 分配的 JVM 堆未达到-Xmx，但没有足够的物理内存供 JVM 堆增长。假设-Xms -Xmx。

我知道1 是JVM 抛出java.lang.OutOfMemory: Java heap space 异常的原因。 2 是一个合理的原因吗？

我发现some articles 提到了java.lang.OutOfMemoryError: native memory exhausted，但它们都仅限于IBM 网站。 此扩展仅限于 IBM 实现的 JVM 还是 JVM 规范中的标准扩展？

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我用@Eugene 提供的代码做了一些实验。正如@Holger 所指出的，结果因环境而异。我使用 Hotspot JDK8 x64 在 CentOS x64 和 Win7 x64 上进行了测试。 为简单起见，已禁用交换和虚拟内存。

我逐步增加内存限制（-Xmx 和 -Xms）。

我。 -Xmx 可用的逻辑内存

• 在 CentOS 和 Windows 上都显示 OutOfMemoryError: Java heap space

二。 可用逻辑内存 最大物理内存

• CentOS：GC 多次尝试 Full GC，Allocation Failure，进程被系统杀死，并留下消息Killed。
• Windows：GC 多次尝试 Full GC，Allocation Failure，并抛出 OutOfMemoryError: Java heap space

三。 -Xmx > 最大物理内存

• CentOS：与 II 相同
• Windows：与 II 中相同

四。 -Xms > 最大物理内存

• CentOS：JVM 似乎无法启动。错误信息如下：

Java HotSpot(TM) 64 位服务器虚拟机警告：INFO: os::commit_memory(0x00000000e62a0000, 349569024, 0) 失败； error='无法分配内存' (errno=12)

• Windows：JVM 无法启动。错误信息如下：

虚拟机初始化过程中发生错误 无法为对象堆保留足够的空间

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因此，相同的 JVM 在不同的操作系统中表现不同。

• 在 Windows 上，操作系统不会杀死 JVM。并且当内存使用增长超过时，JVM总是抛出OutOfMemoryError: Java heap space。
• 在 Linux 上，当内存不足时，操作系统会终止进程。
• 在两个操作系统上，当可用内存不能满足 JVM 最低要求时，JVM 无法启动。

Answer 1

首先，正如您问题下的评论所解释的那样，GC 因“内存不足”而失败的原因更多。

证明点号 (2) 很简单，只需创建一些始终分配的代码：

public static void main(String[] args) {
    test(1);
}

static void test(int x){
    List<byte[]> list = new ArrayList<>();
    while(x == 1){
        byte [] b =new byte[1 * 1024 * 1024];
        b[100] = 42;
        list.add(b);
    }

    System.out.println(list.hashCode());
}

并在内存少于100g 的系统上使用-Xms1g -Xmx100g 运行它。您可以启用 GC 日志（例如，我在 java-9 标志中使用 "-Xlog:heap*=debug" "-Xlog:gc*=debug"）并查看 GC 是如何努力应对这种不断分配的，最终失败。