Java Heap領域で起きたOutOfMemoryErrorの対応とメモリまわりのまとめ

実際起きたOutOfMemoryErrorの対応と、調べてみたことについてメモします。メモリの話のほうが多くなってしまいました。

0.OutOfMemoryError発生

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

サーバがダウンしてからログを確認すると、上記がtomcatのcatalina.outに出ていました。明らかにOOMEです。ヒントはJavaヒープ領域。それだけ。

そもそもOutOfMemoryErrorとは

を調べるために、JVMのメモリの管理の仕方を調べてみます。

JVMはメモリ空間をどのように使用しているか

JVMはOSからもらったメモリ空間を、目的別に分けて使用する頭のいい子です。確保するメモリはStackとHeapに大別されます。

Stack

割当単位	スレッドごとに1つ
管理するもの	ローカル変数
役割	Permanent領域に格納されているクラス情報からメソッド内容に読み込み、スタック領域にメソッドなどの処理を実行するための展開場所
GCの対象	×(処理がおわると自動的に保存・解放される)
領域あふれると	StackOverflowError

Heap

割当単位	JVMごとに1つ
管理するもの	インスタンスそのもの
役割	なんでもできるようデータの確保先を広く取っておくための場所。データの生存期間を自力で決定できる
GCの対象	○
領域あふれると	OutOfMemoryError

(http://promamo.com/?p=2828さまの図より引用)

ちなみにHeapは英語では「(ざっくばらんに山積みになっている)山のこと」を意味しますが、ここでのHeapはその意味と関係がないようです。それでもなぜHeapをHeapというのかについては議論があるようで、こちらも見てみるとおもしろいです。文献によると「原始的なキューのことを1975年頃に”Heap”という名前で使い始めたらしい」ということだそうですね。しかし意味合いとしては似ている「(整理された山積みの)山」を指す”Pile”でもよかったんじゃないかとか、Heapはとりあえずがっつり領域を確保してしまうからそういうイメージなんじゃないかとか、いろいろ憶測があるようです。

Heap領域をもう少し詳しく

今回のOOMEはJava heap spaceということだったので、もう少し詳しくHeapを見てみます。 Heap領域はさらにいくつかの領域に分けられています。

Java Heap(JVM固有領域) ... Newしたオブジェクトを管理する場所
- ここはさらにEden,Survivor,Tenured領域に分かれており、オブジェクトの使用頻度によって展開される領域が変わっていく。
Permanent Heap(JVM固有領域)...クラスをロードする際に確保する場所
C Heap(OS固有領域)...JVM自身が使用する領域

OutOfMemoryが出たときのアプローチ

このエラーはJavaのどこかのHeap領域でメモリが不足したということを意味します。原因の切り分けのため、どこの領域(Java Heap、Permanent Heap、C Heap)でOutOfMemoryErrorになっているかを確認します。今回のエラーは上述のように、「Java heap space」と文字通りJava Heap領域のメモリが不足したために起こったようです。