工作中常遇到的Tomcat内存溢出及解决方案

工作中常遇到的Tomcat内存溢出，结合相关资料做个总结。

一般会有下面三种情况：
1.OutOfMemoryError： Java heap space
2.OutOfMemoryError： PermGen space
3.OutOfMemoryError： unable to create new native thread.

对于前两种情况，在应用本身没有内存泄露的情况下可以用设置tomcat jvm参数来解决。（-Xms -Xmx -XX：PermSize -XX：MaxPermSize）
最后一种可能需要调整操作系统和tomcat jvm参数同时调整才能达到目的。

 

第一种：是堆溢出。

在JVM中如果98％的时间是用于GC且可用的 Heap size 不足2％的时候将抛出此异常信息。
没有内存泄露的情况下，调整-Xms -Xmx参数可以解决。
-Xms：初始堆大小
-Xmx：最大堆大小

但堆的大小受下面三方面影响：

1.相关操作系统的数据模型（32-bt还是64-bit）限制；（32位系统下，一般限制在1.5G~2G；我在2003 server 系统下（物理内存：4G和6G，jdk：1.6）测试 1612M，64为操作系统对内存无限制。）

2.系统的可用虚拟内存限制；

3.系统的可用物理内存限制。
堆的大小可以使用 java -Xmx***M version 命令来测试。支持的话会出现jdk的版本号，不支持会报错。
-Xms -Xmx一般配置成一样比较好比如set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m

 

第二种：永久保存区域溢出

PermGen space的全称是Permanent Generation space，是指内存的永久保存区域。这一部分用于存放Class和Meta的信息，Class在被 Load的时候被放入PermGen space区域，它和和存放Instance的Heap区域不同，GC（Garbage Collection）不会在主程序运行期对PermGen space进行清理，所以如果你的APP会LOAD很多CLASS的话，就很可能出现PermGen space错误。这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。但目前的hibernate和spring项目中也很容易出现这样的问题。可能是由于这些框架会动态class，而且jvm的gc 是不会清理PemGen space的，导致内存溢出。
这一个一般是加大-XX：PermSize -XX：MaxPermSize 来解决问题。

-XX：PermSize 永久保存区域初始大小

-XX：PermSize 永久保存区域初始最大值

这一般结合第一条使用，比如 set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m -XX：PermSize=128M -XX：PermSize=256M
有一点需要注意：java -Xmx***M version 命令来测试的最大堆内存是 -Xmx与 -XX：PermSize的和 比如系统支持最大的jvm堆大小事1.5G，那 -Xmx1024m -XX：PermSize=768M 是无法运行的。

 

综上两点配置示例：

JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8
-server -Xms1024m -Xmx1024m
-XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:PermSize=512m
-XX:MaxPermSize=512m -XX:+DisableExplicitGC"

  

 

第三种：无法创建新的线程。

这种现象比较少见，也比较奇怪，主要是和jvm与系统内存的比例有关。

这种怪事是因为JVM已经被系统分配了大量的内存（比如1.5G），并且它至少要占用可用内存的一半。有人发现，在线程个数很多的情况下，你分配给JVM的内存越多，那么，上述错误发生的可能性就越大。

产生这种现象的原因如下（从这个blog中了解到原因：
每一个32位的进程最多可以使用2G的可用内存，因为另外2G被操作系统保留。这里假设使用1.5G给JVM，那么还余下500M可用内存。这500M内存中的一部分必须用于系统dll的加载，那么真正剩下的也许只有400M，现在关键的地方出现了：当你使用Java创建一个线程，在JVM的内存里也会创建一个Thread对象，但是同时也会在操作系统里创建一个真正的物理线程（参考JVM规范），操作系统会在余下的 400兆内存里创建这个物理线程，而不是在JVM的1500M的内存堆里创建。在jdk1.4里头，默认的栈大小是256KB，但是在jdk1.5里头，默认的栈大小为1M每线程，因此，在余下400M的可用内存里边我们最多也只能创建400个可用线程。

这样结论就出来了，要想创建更多的线程，你必须减少分配给JVM的最大内存。还有一种做法是让JVM宿主在你的JNI代码里边。

给出一个有关能够创建线程的最大个数的估算公式：
（MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory） / （ThreadStackSize） = Number of threads

对于jdk1.5而言，假设操作系统保留120M内存：
1.5GB JVM： （2GB-1.5Gb-120MB）/（1MB） = ~380 threads
1.0GB JVM： （2GB-1.0Gb-120MB）/（1MB） = ~880 threads

在2000/XP/2003的boot.ini里头有一个启动选项，好像是：/PAE /3G ，可以让用户进程最大内存扩充至3G，这时操作系统只能占用最多1G的虚存。那样应该可以让JVM创建更多的线程。

因此这种情况需要结合操作系统进行相关调整。

 

 

JVM常用配置参数的说明

JVM的配置，最常用的两个配置就是：
-Xms512m –Xmx1024m
-Xms设置JVM的初始化内存大小，-Xmx为最大内存大小，当突破这个值，将会报内存溢出，导致的原因有很多，主要是虚拟机的回收问题以及程序设计上的内存泄露问题；由于在超过-Xms时会产生页面申请的开销，所以一般很多应用服务器会推荐-Xms和-Xmx是等值的；最大值一般不保持在主机内存的75%的内存左右(多个SERVER是加起来的内存)，当JVM绝大部分时间处于回收状态，并且内存长时间处于非常长少的状态就会报：java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space的错误。

上面提及到JVM很多的知识面，很显然你想去设置一下其它的参数，其实对于JVM设置的参数有上百个，这里就说一些较为常用配置即可。

JVM内存配置分两大类：
1、-X开头的参数信息：一般每个版本变化不大。
2、-XX开头的参数信息：版本升级变化较大，如果没有太大必要保持默认即可。
3、另外还有一个特殊的选项就是-server还是-client，他们在默认配置内存上有一些细微的区别，直接用JDK运行程序默认是-client，应用服务器生产模式一般只会用-server。

这些命令其实就是在运行java命令或者javaw等相关命令后可以配置的参数，如果不配置，他们有相应的默认值配置。

1、-X开头的常用配置信息：
-Xnoclassgc 禁用垃圾回收，一般不适用这个参数
-Xincgc 启用增量垃圾回收
-Xmn1024K Eden区初始化JAVA堆的尺寸，默认值640K
-Xms512m JAVA堆初始化尺寸，默认是32M
-Xmx512m JAVA堆最大尺寸，默认64M，一般不超过2G，在64位机上，使用64位的JVM，需要操作系统进行unlimited方可设置到2G以上。

2、-XX开头常用内存配置信息：
-XX:-DisableExplicitGC 将会忽略手动调用GC的代码，如：System.gc()，将-DisableExplicitGC， 改成+DisableExplicitGC即为启用，默认为启用，什么也不写，默认是加号，但是系统内部默认的并不是什么都启用。
-XX:+UseParallelGC 将会自动启用并行回收，多余多CPU主机有效，默认是不启用。
-XX:+UseParNewGC 启用并行收集（不是回收），也是多CPU有效。
-XX:NewSize=128m 新域的初始化尺寸。
-XX:MaxNewSize=128m 新创建的对象都是在Eden中，其属于新域，在-client中默认为640K，而-server中默认是2M，为减少频繁的对新域进行回收，可以适当调大这个值。
-XX:PerSize=64m 设置永久域的初始化大小，在WEBLOGIC中默认的尺寸应该是48M，一般够用，可以根据实际情况作相应条调整。
-XX:MaxPerSize=64m 设置永久域的最大尺寸。
另外还可以设置按照区域的比例进行设置操作，以及设置线程、缓存、页面大小等等操作。

3、-XX开头的几个监控信息：
-XX:+GITime 显示有多少时间花在编译代码代码上，这部分为运行时编译为对应机器码时间。
-XX:+PrintGC 打印垃圾回收的基本信息
-XX:+PrintGCTimeStamps 打印垃圾回收时间戳信息
-XX:+PrintGCDetails 打印垃圾回收的详细信息
-XX:+TraceClassLoading 跟踪类的加载
-XX:+TraceClassResolution 跟踪常量池
-XX:+TraceClassUnLoading 跟踪类卸载