栈溢出，堆溢出，永久代溢出，内存泄漏排查

JAVA虚拟机

1.虚拟机栈和本地方法栈溢出：

• 1.如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，抛出StackOverflowError异常。
  
  • 单线程下，递归太深或方法调用层级过多，使栈帧太大或虚拟机栈容量太小，都会抛出SOF异常。
• 2.如果虚拟机栈在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，抛出OutofMemoryError异常。
  
  • 多线程下，不断建立线程，可使内存溢出，抛出OOM，但与栈容量足够大无关。
    每个栈内存容量分配越大，反而越容易内存溢出，所以进行调优：可以减少最大堆和减少栈容量来换取更多线程。

2.堆溢出

    方案：不断创建对象实例，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，当对象数量到达最大对的容量限制的时候，就会抛出内存溢出异常。
    设置堆最小值：-Xms 最大值: -Xmx
    结果：OutofMemoryError: Java Heap space

排查是内存溢出还是内存泄漏

内存泄漏：使用eclipse插件 （eclipse memory analyzer）对Dump出来的堆转储快照进行分析，查看对象到GCRoots的引用链。如果是对象和引用链之间存在相关联导致垃圾收集器无法回收他们，查看泄漏对象的类型信息和GC Roots引用链的信息，就能确定内存泄漏的位置。

堆溢出：如果不存在泄漏，那么就检查堆参数（-Xms和-Xmx）是否能调大一些，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。

JVM由XX:PermSize设置非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64；
JVM由XX:MaxPermSize设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4。

该错误常见场合：

a) 应用中有很多Class，web服务器对JSP进行precompile时。
b) Webapp下用了大量的第三方jar,其大小超过了JVM默认的大小(4M)时。

3.方法区和运行时常量池溢出

1.常量池溢出

不断调用String.intern()方法，添加不同的字符串到字符串常量池中，导致抛出OOM (PerGen Space) 异常
String.intern()是一个Native方法，作用是：如果字符串常量池中已包含一个等于此String对象的字符串，则返回代表池中这个字符串的对象；否则，将此String对象包含的字符串添加到常量池中，并且返回此String对象引用

2.方法区溢出

方案一：运行时产生大量的类去填满方法区。
方案二：借助CGLib直接操作字节码运行时，生成大量的动态类。
最终结果：OutofMemoryError:PermGen space

4.直接内存溢出

方案：直接通过反射获取Unsafe实例进行内存分配，unsafe.allocateMemory
为什么需要用反射：Unsafe类的getSafe()方法限制了只有引导类加载器才会返回实例，设计者希望只有rt.jar中的类才能使用Unsafe的功能。
为什么不用DirectByteBuffer分配内存：它抛出异常时并没有真正想操作系统申请分配内存，而是通过计算得知内存无法分配，遇上手动抛出异常。

5.内存泄漏

• 内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。
  被分配的对象可达但已无用。

• Java 中会存在内存泄漏吗?
  答：理论上Java因为有垃圾回收机制（GC）不会存在内存泄露问题（这也是Java被广泛使用于服务器端编程的一个重要原因）；然而在实际开发中，可能会存在无用但可达的对象，这些对象不能被GC回收，因此也会导致内存泄露的发生。例如Hibernate的Session（一级缓存）中的对象属于持久态，垃圾回收器是不会回收这些对象的，然而这些对象中可能存在无用的垃圾对象，如果不及时关闭（close）或清空（flush）一级缓存就可能导致内存泄露。下面例子中的代码也会导致内存泄露。

• 内存泄漏分类
  1) 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。
  2) 偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。
  3) 一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，所以内存泄漏只会发生一次。
  4) 隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。

• 内存泄漏的解决方案
  1、尽早释放无用对象的引用
  2、使用字符串处理，避免使用String，应大量使用StringBuffer，每一个String对象都得独立占用内存一块区域
  3、尽量少用静态变量，因为静态变量存放在永久代（方法区），永久代基本不参与垃圾回收
  4、避免在循环中创建对象
  5、开启大型文件或从数据库一次拿了太多的数据很容易造成内存溢出，所以在这些地方要大概计算一下数据量的最大值是多少，并且设定所需最小及最大的内存空间值。