Linsir ABC

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JVM OutOfMemoryError 实战测试结果报告 ​

测试环境信息 ​

项目值
操作系统Windows
JDK版本Java 17
测试时间2026-03-27
项目路径linsir-abc-core

测试结果汇总 ​

测试项测试类状态触发OOM类型预期结果实际结果
Java堆溢出HeapOutOfMemory通过Java heap space触发堆内存溢出成功触发，生成堆转储文件
栈深度溢出StackOverflowError通过StackOverflowError触发栈深度溢出成功触发，栈深度约8000+
方法区溢出MethodAreaOutOfMemory通过Metaspace触发元空间溢出成功触发，生成约800个类
运行时常量池溢出RuntimeConstantPoolOutOfMemory部分通过Java heap space触发常量池溢出触发堆溢出（JDK8+字符串常量池在堆中）
直接内存溢出DirectMemoryOutOfMemory通过Direct buffer memory触发直接内存溢出成功触发，分配10MB后溢出

详细测试记录 ​

1. Java堆溢出测试 ​

测试类: com.linsir.abc.core.jvm.memory.heap.HeapOutOfMemory

执行命令:

bash
java -cp target/classes -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
  com.linsir.abc.core.jvm.memory.heap.HeapOutOfMemory

JVM参数说明:

  • -Xms20m: 初始堆内存20MB
  • -Xmx20m: 最大堆内存20MB
  • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError: OOM时生成堆转储文件

测试输出:

开始创建对象，准备触发堆内存溢出...
VM参数: -Xms20m -Xmx20m
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid20920.hprof ...
Heap dump file created [12353224 bytes in 0.031 secs]
捕获到OutOfMemoryError: Java heap space
已创建对象数量: 9

结果分析:

  • 成功触发 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
  • 创建了9个对象（每个对象占用1MB）后触发OOM
  • 成功生成堆转储文件 java_pid20920.hprof（约12MB）
  • 异常堆栈显示在 HeapOutOfMemory$MemoryObject.<init> 处分配内存失败

2. 栈深度溢出测试 ​

测试类: com.linsir.abc.core.jvm.memory.stack.StackOverflowError

执行命令:

bash
java -cp target/classes -Xss180k \
  com.linsir.abc.core.jvm.memory.stack.StackOverflowError

JVM参数说明:

  • -Xss180k: 每个线程的栈大小为180KB（最小需要180k）

测试输出:

开始递归调用，准备触发栈深度溢出...
VM参数: -Xss180k
当前栈深度: 100
当前栈深度: 200
当前栈深度: 300
...
当前栈深度: 8000
捕获到StackOverflowError
栈深度: 约8000+

结果分析:

  • 成功触发 java.lang.StackOverflowError
  • 栈深度达到约8000+层后触发溢出
  • 异常堆栈显示大量 recursiveCall 方法调用
  • 证明了栈帧过多导致的栈深度溢出

3. 方法区溢出测试 ​

测试类: com.linsir.abc.core.jvm.memory.methodarea.MethodAreaOutOfMemory

执行命令:

bash
java --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED \
  -cp "target/classes;target/lib/*" \
  -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m \
  com.linsir.abc.core.jvm.memory.methodarea.MethodAreaOutOfMemory

JVM参数说明:

  • --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED: 开放Java基础模块访问权限（CGLib需要）
  • -XX:MetaspaceSize=10m: 初始元空间大小10MB
  • -XX:MaxMetaspaceSize=10m: 最大元空间大小10MB

测试输出:

开始生成动态类，准备触发方法区内存溢出...
JDK 7 VM参数: -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
JDK 8+ VM参数: -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
已生成 100 个动态类
已生成 200 个动态类
...
已生成 800 个动态类
Exception in thread "main" net.sf.cglib.core.CodeGenerationException: 
  java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null
Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

结果分析:

  • 成功触发 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
  • 使用CGLib生成了约800个动态类后触发OOM
  • 证明了大量动态类加载会导致方法区（元空间）溢出
  • 注意：JDK 8+使用方法区实现为Metaspace，使用本地内存

4. 运行时常量池溢出测试 ​

测试类: com.linsir.abc.core.jvm.memory.methodarea.RuntimeConstantPoolOutOfMemory

执行命令:

bash
java -cp target/classes -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m \
  com.linsir.abc.core.jvm.memory.methodarea.RuntimeConstantPoolOutOfMemory

测试输出:

开始添加字符串到常量池，准备触发OOM...
VM参数: -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
已添加 10000 个字符串到常量池
已添加 20000 个字符串到常量池
...
已添加 80000000+ 个字符串到常量池
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

结果分析:

  • 触发了 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 而非预期的常量池溢出
  • 添加了约8000万个字符串后触发堆溢出
  • 重要说明: JDK 7及以后版本，字符串常量池已移至Java堆中
  • 因此此测试实际上演示的是堆内存溢出，而非方法区溢出
  • 在JDK 6及之前版本，此测试会触发 PermGen space 溢出

5. 直接内存溢出测试 ​

测试类: com.linsir.abc.core.jvm.memory.direct.DirectMemoryOutOfMemory

执行命令:

bash
java -cp target/classes -XX:MaxDirectMemorySize=10m \
  com.linsir.abc.core.jvm.memory.direct.DirectMemoryOutOfMemory

JVM参数说明:

  • -XX:MaxDirectMemorySize=10m: 最大直接内存10MB

测试输出:

开始分配直接内存，准备触发OOM...
VM参数: -Xmx20m -XX:MaxDirectMemorySize=10m
分配方式: ByteBuffer
使用ByteBuffer.allocateDirect()分配直接内存...
已分配 10 MB 直接内存
捕获到OutOfMemoryError: Cannot reserve 1048576 bytes of direct buffer memory 
  (allocated: 10485760, limit: 10485760)
已分配内存: 10 MB
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: 
  Cannot reserve 1048576 bytes of direct buffer memory 
  (allocated: 10485760, limit: 10485760)

结果分析:

  • 成功触发 java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
  • 使用 ByteBuffer.allocateDirect() 分配了10MB直接内存后触发OOM
  • 异常信息明确显示了已分配内存(10485760 bytes = 10MB)和限制
  • 证明了直接内存溢出与堆内存是独立的

测试结论 ​

成功验证的OOM场景 ​

  1. Java堆溢出: 通过创建大对象列表成功触发
  2. 栈深度溢出: 通过无限递归成功触发
  3. 方法区溢出: 通过CGLib动态生成类成功触发
  4. 直接内存溢出: 通过ByteBuffer.allocateDirect成功触发

注意事项 ​

  1. 运行时常量池: JDK 7+字符串常量池在堆中，测试会触发堆溢出而非方法区溢出
  2. CGLib依赖: 方法区测试需要添加 --add-opens 参数开放模块访问权限
  3. 栈大小: Windows系统最小栈大小为180k，不能设置更小
  4. 堆转储: 建议添加 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数便于分析

JVM参数速查表 ​

OOM类型JDK参数说明
堆溢出-Xms20m -Xmx20m设置堆内存大小
栈溢出-Xss180k设置栈大小
方法区(JDK<8)-XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m永久代大小
方法区(JDK8+)-XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m元空间大小
直接内存-XX:MaxDirectMemorySize=10m直接内存限制

附录：代码文件清单 ​

文件路径说明
jvm/memory/heap/HeapOutOfMemory.javaJava堆溢出测试
jvm/memory/stack/StackOverflowError.java栈深度溢出测试
jvm/memory/methodarea/MethodAreaOutOfMemory.java方法区溢出测试
jvm/memory/methodarea/RuntimeConstantPoolOutOfMemory.java运行时常量池测试
jvm/memory/direct/DirectMemoryOutOfMemory.java直接内存溢出测试
jvm/memory/oom/OutOfMemoryTestRunner.java统一测试运行器

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