Java 程序员平时最常遇到的故障：系统OOM (一)

作为 Java 程序员而言，先不考虑自己系统外部依赖的缓存、消息队列、数据库等等东西挂掉，就我们自己系统本身而言，最常见的挂掉的原因是什么？
其实就是系统OOM，也就是所谓的内存溢出！

什么是内存溢出？在哪些区域会发生内存溢出？

运行一个 Java 系统就是运行一个JVM进程

首先的话呢，大家得先搞明白一个事情，就是我们平时说启动一个Java系统，其实本质就是启动一个JVM进程。
咱们就用最最基本的情况来给大家演示一下好了，比如说下面的一段代码，是每个Java初学者都会写的一段代码：

那么大家知道，当你在Eclipse或者Intellij IDEA中写好这个代码，然后通过IDE来运行这个代码的时候，会发生哪些事情吗？
首先，我们专栏最早的几篇文章就给大家说过，我们写好的代码他都是后缀为“.java”的源代码，这个代码是不能运行的。
所以第一步就是这份“.java”源代码文件必须先编译成一个“.class”字节码文件，这个字节码文件才是可以运行的，如下图所示。

接着对于这种编译好的字节码文件，比如HelloWorld.class，如果里面包含了main方法，接下来我们就可以用“java命令”来在命令行执行这个字节码文件了
实际上一旦你执行“java命令”，相当于就会启动一个JVM进程。这个JVM进程就会负责去执行你写好的那些代码，如下图所示。

所以首先要清楚第一点，运行一个Java系统，本质上就是启动一个JVM进程，这个JVM进程负责来执行你写好的一大堆代码。只要你的Java系统中包含一个main方法，接着JVM进程就会从你指定的这个main方法入手，开始执行你写的代码。

到底执行哪些代码：JVM得加载你写的类

Java是一个面向对象的语言，所以最最基本的代码组成单元就是一个一个的类，平时我们说写Java代码，不就是写一个一个的类吗？是不是。
然后在一个一个的类里我们会定义各种变量，方法，数据结构，通过if else之类的语法，写出来各种各样的系统业务逻辑，这就是所谓的编程了。
所以JVM既然要执行你写的代码，首先当然得把你写好的类加载到内存里来啊！
所以JVM的内存区域里大家都知道，有一块区域叫做永久代，当然JDK 1.8以后都叫做Metaspace了，我们也用最新的说法好了。
这块内存区域就是用来存放你系统里的各种类的信息的，包括JDK自身内置的一些类的信息，都在这块区域里。
JVM有类加载器和一套类加载的机制，我们在专栏最开始的时候都说过了，这里不再赘述，他会负责把我们写好的类从编译好的“.class”字节码文件里加载到内存里来，如下图。

好，那么既然有这么一块Metaspace区域是用来存放类信息的，那是不是有可能在这个Metaspace区域里就会发生OOM？
没错，是有这种可能的。

Java虚拟机栈：让线程执行各种方法

大家都知道，我们写好的那些Java代码虽然是一个一个的类，但是其实核心的代码逻辑一般都是封装在类里面的各种方法中的
比如JVM已经加载了我们写好的HelloWorld类到内存里了，接着怎么执行他里面的代码呢？
Java语言中的一个通用的规则，就是一个JVM进程总是从main方法开始执行的，所以我们既然在HelloWorld中写了一个main()方法，那么当然得执行这个方法中的代码了。
但是等一等，JVM进程里的谁去执行main()方法的代码？
其实我们所有的方法执行，都必须依赖JVM进程中的某个线程去执行，你可以理解为线程才是执行我们写的代码的核心主体。
JVM进程启动之后默认就会有一个main线程，这个main线程就是专门负责执行main()方法的。
大家如下图所示。

现在又有一个问题了，在main()方法里定义了一个局部变量，“message”，那么大家回忆一下，这些方法里的局部变量可能会有很多，那么这些局部变量是放在哪里的呢？
很简单，每个线程都有一个自己的虚拟机栈，就是所谓的栈内存。
然后这个线程只要执行一个方法，就会为方法创建一个栈桢，将栈桢放入自己的虚拟机栈里去，然后在这个栈桢里放入方法中定义的各种局部变量，如下图所示

好，现在问题来了，大家如果还记得之前我们讲过的一个参数，应该都知道，我们是可以设置JVM中每个线程的虚拟机栈的内存大小的，一般是设置为1MB。
那么既然每个线程的虚拟机栈的内存大小是固定的，是否可能会发生虚拟机栈的内存溢出？
没错，所以第二块可能发生OOM的区域，就是每个线程的虚拟机栈内存。

堆内存：放我们创建的各种对象

最后我们知道，我们写好的代码里，特别在一些方法中，可能会频繁的创建各种各样的对象，这些对象都是放在堆内存里的，如下图所示。

而且我们通过之前的学习，也都知道了一点，通常我们在JVM中分配给堆内存的空间其实一般是固定的
既然如此，我们还不停在堆内存里创建对象，是不是说明，堆内存也有可能会发生内存溢出？
没错，第三块可能发生内存溢出的区域，就是堆内存空间！