java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded

2022-11-05 12:23:04

java.lang.OutOfMemoryError这个错误是比较经典的错误了，经过JDK不断的迭代，服务器硬件的不断升级。。。总之，社会在发展，时代在进步。很多错误已经消失在时代的浪潮中。我也是很久没有见过这个错误了，以至于都以为在Java的世界中不会再碰到这个错误。结果，就在最疏忽的时候碰到了TA，真是，心中一万只神兽奔袭而过，狠狠的践踏了我这颗上了年纪的心脏啊。

吐槽完毕，言归正传。

Java刚刚出现的年代，有一个相比于其他语言的优势就是，内存回收机制。不需要明确的调用释放内存的API，java就自动完成，这个过程就是Garbage Collection，简称GC。这对以懒著称的程序猿们来说，绝对是重大利好。但是，凡事有利必有弊，可以肯定的是，Java语言是人创造的，GC也是人编写的代码，绝对不是机器自动完成的。也就是说，GC的过程是另外一群程序猿根据可能出现的情况，预设了GC条件，把符合回收条件的内存空间释放出来。一旦被占用的内存空间不符合释放的条件，GC没办法清理，那就会适时出现java.lang.OutOfMemoryError。这个错误就是提醒我们这群程序猿，写GC程序的程序猿不知道这种情况怎么处理，为了安全也不便处理，谁使用Java就自己看着解决吧。

说起来，java.lang.OutOfMemoryError有几种分类的，这次碰到的是java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded，下面就来说说这种类型的内存溢出。

简单来说，java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded发生的原因是，当前已经没有可用内存，经过多次GC之后仍然没能有效释放内存。

1. 原因

众所周知，JVM的GC过程会因为STW，只不过停顿短到不容易感知。当引起停顿时间的98%都是在进行GC，但是结果只能得到小于2%的堆内存恢复时，就会抛出java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded这个错误。Plumbr给出一个示意图：

java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded

这个错误其实就是空闲内存与GC之间平衡的一个限制，当经过几次GC之后，只有少于2%的内存被释放，也就是很少的空闲内存，可能会再次被快速填充，这样就会触发再一次的GC。这就是一个恶性循环了，CPU大部分的时间在做GC操作，没有时间做具体的业务操作，可能几毫秒的任务需要几分钟都无法完成，整个应用程序就形同虚设了。

2. 示例

从Plumbr上找的一个例子，这里直接给出。

class Wrapper {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    Map map = System.getProperties();
    Random r = new Random();
    while (true) {
      map.put(r.nextInt(), "value");
    }
  }
}

然后设定堆内存是100m，比如java -Xmx100m -XX:+UseParallelGC Wrapper。不同的系统环境可能需要设置不同的堆内存大小，否则会产生不同的OOM错误。其实也算是好理解，因为java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded需要有两个条件：98%的时间和2%的内存。如果这两个条件有一个没有达到，结果Map对象扩容，那就可能出现java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space这个错误。

3. 解决方法

3.1 JVM参数

JVM给出一个参数避免这个错误：-XX:-UseGCOverheadLimit。

但是，这个参数并不是解决了内存不足的问题，只是将错误发生时间延后，并且替换成java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space。

3.2 堆内存

还有一个偷懒的方法是：增大堆内存。既然堆内存少了，那就增加堆内存即可。

但是，这个方法也不是万能的。因为程序里可能有内存泄露。这个时候即使再增大堆内存，也会有用完的时候。

所以前两个方法都只是治标不治本而已。

3.3 终极方法

其实还是有一个终极方法的，而且是治标治本的方法，就是找到占用内存大的地方，把代码优化了，就不会出现这个问题了。

怎么找到需要优化的代码呢？就是通过heap dump生产jvm快照，通过分析快照找到占用内存大的对象，从而找到代码位置。

通过设置-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=heapdump参数来生产快照，然后通过VisualVM或者MAT等工具分析快照内容进行定位。通过这个参数是将发生OOM时的堆内存所有信息写入快照文件，也就是说，如果此时堆内存中有敏感信息的话，那就可能造成信息泄漏了。

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