미리 말하면 샘플 코드들은 OOME 발생을 쉽게 하기 위해 힙/메타스페이스 메모리 공간을 상당히 적게 만들고 테스트 하였다
public class OOME {
public static void main(String[] args) {
new OOME().heap();
}
public void heap() {
List<Integer> list = new LinkedList<>();
int i=0;
while (true){
list.add(++i);
}
}
}그냥 위 코드를 실행 시키면 언젠가 heap 메모리가 터지게 된다.
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.base/java.lang.Class.forName0(Native Method)
at java.base/java.lang.Class.forName(Class.java:315)
...
...
...가장 많이 볼 것이라 예상되는 OOME 이다. 발생 이유는 heap 메모리가 부족해서 발생하는것인데, 발생했다고 heap 메모리만 늘리다보면 답이 없다. 메모리 누수는 없었는지, 현재 차지하고 있는 heap memory가 어느 정도인지 파악하고 heap 메모리를 늘리던가 경우에 따라 java application을 scale down 하는게 더 나은지 생각하고 작업하는걸 추천한다.
heap 영역에는 생성된 객체가 저장되는 공간인데, 생성된 객체가 heap 영역에 저장할 공간이 없다고 바로 OOME가 발생하는게 아니라 일단 GC를 돌려보고(필요에 따라 yong/old/full이 돌아간다) 그래도 메모리가 부족하면 OOME가 발생하는 것이다. 즉, 기회를 줬는데도(GC 돌아가는거) 터졌다는건 메모리 누수 여부도 반드시 확인 해볼 사항이다(물론 진짜 물리적으로 heap이 너무 부족 해서 발생 할 수도 있다).
GC 로그를 보다보면 GC가 돌아가는 이유도 알 수 있는데, 메모리 할당 실패(
Allocation Failure) 시에도 GC가 돌아가는것을 확인 할 수 있다.
발생 조건을 적어보자면
이름 그대로 GC로 인한 오버헤드가 너무 크면 발생한다. 현재 내 환경을 기준으로 당장 위의 Java heap space에서 설명한 코드를 자바 버전만 8로 바꿔서 실행 해봤더니 발생하였고, 발생 근본적인 원인은 똑같은 이유 일 가능성이 높다. 즉, 결국엔 heap 메모리가 부족해서 인데 일시적으로 메모리가 큰 작업, 메모리 누수 등이 발생 이유 일 수도 있다. 또한 limit조건을 없앨수도 있지만 그런식으로 해결하는건 별로 좋은 방법은 아니다.
자바 8의 기본 GC는
Parallel GC이다.
혹시나마 오버헤드 제한을 끄고 싶으면
-XX:-UseGCOverheadLimit옵션을 주면 된다. (비추천)
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
at java.lang.Integer.valueOf(Integer.java:832)
...
...힙보다 더 큰 Array가 요청되는 경우 발생한다.
public class OOME {
public void array() {
Integer[] arr = new Integer[Integer.MAX_VALUE];
}
}Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
...
...이건 그냥 코드가 잘못된 케이스라고 봐야한다. break 없이 동적으로 배열 크기를 늘리는게 아닌지 확인해봐야한다.
Metaspace는 Class 관련 메타데이터가 저장되는 공간이라고 하였다. 즉, 너무 많은 Class 정보를 로드하면 발생하게 되지만, 물론 이 metaspace로 GC 대상이며 해당 클래스에 대한 참조 및 인스턴스가 없을때 GC에 의해 회수된다.
public class OOME {
public void metaspace() {
ClassPool cp = ClassPool.getDefault();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
try {
Class<?> clazz = cp.makeClass("dummy clazz " + i).toClass();
System.out.println("created " + clazz.getSimpleName());
} catch (CannotCompileException e) {
throw new RuntimeException("make clazz error", e);
}
}
}
}참고로 동적으로 클래스를 만들기 위해 외부 라이브러리를 사용하였고, 해당 OOME를 쉽게 발생하기 위해 상대적으로 Heap 메모리는 크게, metaspace(MaxMetaspaceSize)는 적게 셋팅하고 실행하여야 한다. TMI로 GC 로그를 보면 metaspace를 확보 하려하고 해도 실패하는거 봐선 이 라이브러리에 동적으로 만들어진 클래스를 참조&관리하는 로직이 있을것이라 생각된다.
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
...
...그 외에도 발생 이유가 있지만 정말 보기 힘든 에러들이며, 일반적인 상황에선 볼 일이 없는 에러들이 있다. 추가로 쓰는것 말고도 몇가지가 있는데 그건 더더욱 보기 힘들꺼라 생각된다.
런타임 시에 가상 메모리(swap memory)를 추가로 확보 할 수 없을 경우 발생한다.
class의 정보가 저장되는 크기가 부족하면 발생한다.
이 공간에 대해 요약해서 설명하자면 기본적으로 UseCompressedClassPointers라는 옵션을 사용하면 metaspace는 2개의 context로 분리되는데, 클래스 정보 일부분이 Compressed class space라는 곳에 저장된다(기본 옵션으로 활성화 되어 있음).
java 클래스의 내부 정보(
internal representation of Java classes)는class space (Compressed class space)안에, 그 외method,constant pools,anotation등이non class metaspace저장된다. 궁극적으로 이렇게 하는 이유는 32/64 bit로 차이로 인한 메모리 최적화를 위해 설계되었으며, 이런 두 공간의 합은 최대 metaspace(MaxMetaspaceSize) 공간보다 클 수 없다.