一、Java堆溢出

堆内存中主要存放对象、数组等，只要不断地创建这些对象，并且保证 GC Roots 到对象之间有可达路径来避免垃 圾收集回收机制清除这些对象，当这些对象所占空间超过最大堆容量时，就会产生 OutOfMemoryError 的异常。堆 内存异常示例如下：

运行后会报异常，在堆栈信息中可以看到

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 的信息，说明在堆内存空间产生内存溢出的异常。

新产生的对象最初分配在新生代，新生代满后会进行一次 Minor GC ，如果 Minor GC 后空间不足会把该对象和 新生代满足条件的对象放入老年代，老年代空间不足时会进行 Full GC ，之后如果空间还不足以存放新对象则抛 出 OutOfMemoryError 异常。

常见原因：

•  内存中加载的数据过多，如一次从数据库中取出过多数据；
• 集合对对象引用过多且使用完后没有清空；
• 代码中存在死循环或循环产生过多重复对象；
• 堆内存分配不合理

二、虚拟机栈和本地方法栈溢出

由于HotSpot虚拟机中并不区分虚拟机栈和本地方法栈， 因此对于HotSpot来说， -Xoss参数（设置本地方法栈大 小） 虽然存在， 但实际上是没有任何效果的， 栈容量只能由-Xss参数来设定。 关于虚拟机栈和本地方法栈， 在 《Java虚拟机规范》 中描述了两种异常：

1） 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度， 将抛出StackOverflowError异常。

2） 如果虚拟机的栈内存允许动态扩展， 当扩展栈容量无法申请到足够的内存时， 将抛出 OutOfMemoryError异 常。

《Java虚拟机规范》 明确允许Java虚拟机实现自行选择是否支持栈的动态扩展， 而HotSpot虚拟机的选择是不支持 扩展， 所以除非在创建线程申请内存时就因无法获得足够内存而出现 OutOfMemoryError异常， 否则在线程运行时 是不会因为扩展而导致内存溢出的， 只会因为栈容量无法容纳新的栈帧而导致StackOverflowError异常。

为了验证 这点， 我们可以做两个实验， 先将实验范围限制在单线程中操作， 尝试下面两种行为是 否能让HotSpot虚拟机产 生OutOfMemoryError异常： 使用-Xss参数减少栈内存容量。 结果： 抛出StackOverflowError异常， 异常出现时输出 的堆栈深度相应缩小。 定义了大量的本地变量， 增大此方法帧中本地变量表的长度。 结果： 抛出 StackOverflowError异常， 异常出现时输出的堆栈深度相应缩小。

三、 运行时常量池和方法区溢出

由于运行时常量池是方法区的一部分， 所以这两个区域的溢出测试可以放到一起进行。前面曾经提到HotSpot从 JDK 7开始逐步“去永久代”的计划， 并在JDK 8中完全使用元空间来代替永久代的背景故事， 在此我们就以测试代码 来观察一下， 使用“永久代”还是“元空间”来实现方法区， 对程序有什么 实际的影响。

String::intern()是一个本地方法， 它的作用是如果字符串常量池中已经包含一个等于此String对象的 字符串， 则返 回代表池中这个字符串的String对象的引用； 否则， 会将此String对象包含的字符串添加到常量池中， 并且返回此 String对象的引用。 在JDK 6或更早之前的HotSpot虚拟机中， 常量池都是分配在永久代中， 我们可以通过-XX： PermSize和-XX： MaxPermSize限制永久代的大小， 即可间接限制其中常量池的容量。

方法区内存溢出

方法区的其他部分的内容， 方法区的主要职责是用于存放类型的相关信息， 如类名、 访问修饰符、 常量池、 字段 描述、 方法描述等。 对于这部分区域的测试， 基本的思路是运行时产生大量的类去填满方法区， 直到溢出为止。

四、直接内存溢出

直接内存（Direct Memory） 的容量大小可通过-XX： MaxDirectMemorySize参数来指定， 如果不去指定， 则默认与 Java堆最大值（由-Xmx指定） 一致， 越过了DirectByteBuer类直接通 过反射获取Unsafe实例进行内存分配 （Unsafe类的getUnsafe()方法指定只有引导类加载器才会返回实例， 体现了设计者希望只有虚拟机标准类库里面的 类才能使用Unsafe的功能，在JDK 10时才将Unsafe 的部分功能通过VarHandle开放给外部使用） ，

因为虽然使用 DirectByteBuer分配内存也会抛出内存溢出异常， 但它抛出异常时并没有真正向操作系统申请分配内存， 而是通 过计算得知内存无法分配就会 在代码里手动抛出溢出异常， 真正申请分配内存的方法是Unsafe::allocateMemory()。