如何重现Java OutOfMemoryError - GC超时限制

Question

我的方法是创建数十万个本地集合，并用随机字符串填充它们，就像这样：

我的做法是创建10万个本地集合，然后用随机字符串填充它们，就像这样：

    SecureRandom random = new SecureRandom();
    for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++){
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        for(int j = 0 ; j < 30 ; j++){
            map.put(new BigInteger(130, random).toString(32), new BigInteger(130, random).toString(32));
        }
    }

我已经提供了-XX:+UseGCOverheadLimit JVM参数，但无法获得错误。是否有任何简单可靠的方法/技巧来获取此错误？

- mkorszun

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将地图保存在另一个在for循环之外声明的集合中，并在第一个for循环之前添加while(true)。 - Luiggi Mendoza

好问题！重现“堆OOM”足够容易，但是重现超限制的开销要困难得多...我想知道这是否可能！（故意这样做） - fge

将外部for循环改为while(true)，这样就可以重现错误。 - VKPRO

@StephenC - 是的，完全正确。 - VKPRO

Answer 1

由于您尚未接受任何答案，我将假设它们都对您无效。这里有一个有效的解决方法。但首先，请回顾一下触发此错误的条件：

如果垃圾收集所花费的时间太长，即垃圾收集所占用的总时间超过98％且恢复的堆内存不到2％，则并行收集器会抛出OutOfMemoryError

因此，您必须几乎使用完整个堆，保持其分配状态，然后分配大量垃圾。向 Map 中添加大量内容无法实现此目的。

public static void main(String[] argv)
throws Exception
{
    List<Object> fixedData = consumeAvailableMemory();
    while (true)
    {
        Object data = new byte[64 * 1024 - 1];
    }
}


private static List<Object> consumeAvailableMemory()
throws Exception
{
    LinkedList<Object> holder = new LinkedList<Object>();
    while (true)
    {
        try
        {
            holder.add(new byte[128 * 1024]);
        }
        catch (OutOfMemoryError ex)
        {
            holder.removeLast();
            return holder;
        }
    }
}

consumeAvailableMemory() 方法会使用相对较小的内存块填充堆。"相对较小" 很重要，因为JVM会直接将 "大" 对象（根据我的经验，512k字节）放入旧生代，使年轻代保持空闲。

当我使用了大部分堆后，我只需分配和丢弃。在这个阶段中，较小的块大小很重要：我知道我至少有足够的内存进行一次分配，但可能不超过两次。这将保持GC处于活动状态。

运行此操作会在不到一秒钟内产生所需的错误。

> java -Xms1024m -Xmx1024m GCOverheadTrigger
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at GCOverheadTrigger.main(GCOverheadTrigger.java:12)

为了完整起见，这是我正在使用的JVM：

> java -version
java version "1.6.0_45"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_45-b06)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 20.45-b01, mixed mode)

现在我有一个问题要问你：为什么世界上你会想要这样做呢？

- kdgregory

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非常好的一种方式，可以永久性地使用 几乎 所有内存来进行复制。 - Andrzej Doyle

回答你的问题：我想测试一下JVM是否仍然可以在某种程度上从这种状态中恢复，也许需要一些监督员或其他服务的帮助。说实话，我也不理解这个异常的意义，因为JVM在这个异常之后很快就变得无响应了。我更倾向于期望JVM终止（采用快速失败的方法）。 - mkorszun

@mkorszun - 这就是异常的真正意义：关闭JVM而不是继续尝试释放空间。像大多数OOM错误一样，它表明您没有分配足够的堆来运行程序（有时“足够”是无限的，但更常见的是程序有一个实际的上限）。我在一个真实的程序中看到这个错误的唯一一次是，我们正在维护一组大型对象，这些对象将被传入的消息更新。这些消息的生命周期很短，因此会被不断收集。当我们增加堆时，错误消失了。 - kdgregory

Answer 2

这是：

HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();

如果变量在循环内部被声明，且在循环迭代过程中没有对外部（长期）引用创建的映射表，则该变量的作用域限定在循环内部。因此，在每次循环迭代结束时，每个映射表都将有资格进行垃圾回收。

您需要在循环外部创建一个对象集合，并使用循环来填充该集合。

- Brian Agnew

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尽管这肯定会触发“堆OOM”，而不是超额限制，对吧？ - fge

Answer 3

我认为这应该可以解决问题……只要你运行足够长的时间：

HashMap<Long, String> map = new HashMap<Long, String>();
for (long i = 0; true; i++) {
    for (int j = 0; j < 100; j++) {
        String s = "" + j;
        map.put(i, s);
    }
}

我正在做的是慢慢增加非垃圾的数量，同时创建大量垃圾。如果一直运行直到非垃圾几乎填满堆，垃圾回收器将达到一个时间百分比超过阈值的点。

- Stephen C

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它仍然会抛出java.lang.OutOfMemoryError：Java堆空间。 - mkorszun

增加内部循环的计数器。 - Stephen C

如果你想缩短运行时间，我猜你总是可以使用“-Xmx8M” ;) - fge

如果你想要“折磨”一下JVM，那么你应该尽可能地延长这种痛苦的时间。;-) - Stephen C

无法通过此代码获得20％以上的gc活动。我认为，与幸存者相比，它产生了太多的垃圾，这对于现代gc算法实际上是有益的。此外，这里的旧一代变化太少了。我认为，折磨JVM的好方法是像这样的方法。一旦达到一定的堆占用率，它可能会被某些删除所增强，然后，如果已配置此类限制，则应可靠地产生“超过限制”。 - Holger