一、Java堆溢出

堆內存中主要存放對象、數組等，只要不斷地創建這些對象，并且保證 GC Roots 到對象之間有可達路徑來避免垃 圾收集回收機制清除這些對象，當這些對象所占空間超過最大堆容量時，就會產生 OutOfMemoryError 的異常。堆 內存異常示例如下：

運行后會報異常，在堆棧信息中可以看到

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 的信息，說明在堆內存空間產生內存溢出的異常。

新產生的對象最初分配在新生代，新生代滿后會進行一次 Minor GC ，如果 Minor GC 后空間不足會把該對象和 新生代滿足條件的對象放入老年代，老年代空間不足時會進行 Full GC ，之后如果空間還不足以存放新對象則拋 出 OutOfMemoryError 異常。

常見原因：

•  內存中加載的數據過多，如一次從數據庫中取出過多數據；
• 集合對對象引用過多且使用完后沒有清空；
• 代碼中存在死循環或循環產生過多重復對象；
• 堆內存分配不合理

二、虛擬機棧和本地方法棧溢出

由于HotSpot虛擬機中并不區分虛擬機棧和本地方法棧， 因此對于HotSpot來說， -Xoss參數（設置本地方法棧大 小） 雖然存在， 但實際上是沒有任何效果的， 棧容量只能由-Xss參數來設定。 關于虛擬機棧和本地方法棧， 在 《Java虛擬機規范》 中描述了兩種異常：

1） 如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的最大深度， 將拋出StackOverflowError異常。

2） 如果虛擬機的棧內存允許動態擴展， 當擴展棧容量無法申請到足夠的內存時， 將拋出 OutOfMemoryError異 常。

《Java虛擬機規范》 明確允許Java虛擬機實現自行選擇是否支持棧的動態擴展， 而HotSpot虛擬機的選擇是不支持 擴展， 所以除非在創建線程申請內存時就因無法獲得足夠內存而出現 OutOfMemoryError異常， 否則在線程運行時 是不會因為擴展而導致內存溢出的， 只會因為棧容量無法容納新的棧幀而導致StackOverflowError異常。

為了驗證 這點， 我們可以做兩個實驗， 先將實驗范圍限制在單線程中操作， 嘗試下面兩種行為是 否能讓HotSpot虛擬機產 生OutOfMemoryError異常： 使用-Xss參數減少棧內存容量。 結果： 拋出StackOverflowError異常， 異常出現時輸出 的堆棧深度相應縮小。 定義了大量的本地變量， 增大此方法幀中本地變量表的長度。 結果： 拋出 StackOverflowError異常， 異常出現時輸出的堆棧深度相應縮小。

三、 運行時常量池和方法區溢出

由于運行時常量池是方法區的一部分， 所以這兩個區域的溢出測試可以放到一起進行。前面曾經提到HotSpot從 JDK 7開始逐步“去永久代”的計劃， 并在JDK 8中完全使用元空間來代替永久代的背景故事， 在此我們就以測試代碼 來觀察一下， 使用“永久代”還是“元空間”來實現方法區， 對程序有什么 實際的影響。

String::intern()是一個本地方法， 它的作用是如果字符串常量池中已經包含一個等于此String對象的 字符串， 則返 回代表池中這個字符串的String對象的引用； 否則， 會將此String對象包含的字符串添加到常量池中， 并且返回此 String對象的引用。 在JDK 6或更早之前的HotSpot虛擬機中， 常量池都是分配在永久代中， 我們可以通過-XX： PermSize和-XX： MaxPermSize限制永久代的大小， 即可間接限制其中常量池的容量。

方法區內存溢出

方法區的其他部分的內容， 方法區的主要職責是用于存放類型的相關信息， 如類名、 訪問修飾符、 常量池、 字段 描述、 方法描述等。 對于這部分區域的測試， 基本的思路是運行時產生大量的類去填滿方法區， 直到溢出為止。

四、直接內存溢出

直接內存（Direct Memory） 的容量大小可通過-XX： MaxDirectMemorySize參數來指定， 如果不去指定， 則默認與 Java堆最大值（由-Xmx指定） 一致， 越過了DirectByteBuer類直接通 過反射獲取Unsafe實例進行內存分配 （Unsafe類的getUnsafe()方法指定只有引導類加載器才會返回實例， 體現了設計者希望只有虛擬機標準類庫里面的 類才能使用Unsafe的功能，在JDK 10時才將Unsafe 的部分功能通過VarHandle開放給外部使用） ，

因為雖然使用 DirectByteBuer分配內存也會拋出內存溢出異常， 但它拋出異常時并沒有真正向操作系統申請分配內存， 而是通 過計算得知內存無法分配就會 在代碼里手動拋出溢出異常， 真正申請分配內存的方法是Unsafe::allocateMemory()。