Java 記憶體溢位示例：Heap OOM 與 StackOverflow

Java 兩大經典記憶體錯誤重現與分析

Java 執行期常見的兩種記憶體錯誤為 Heap Space 不足（`OutOfMemoryError: Java heap space`）與 堆疊溢位（`StackOverflowError`）。本文提供最小重現程式碼並說明原因與對策。

1. Heap Space 溢位（Java Heap Space）

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HeapOOM {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            list.add(new HeapOOM()); // 不斷新增物件至 List，GC 無法回收
        }
    }
}

錯誤輸出：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

原因：物件持續累積在 Heap 中且被強參考持有，超過 `-Xmx` 設定上限。

對策：

• 檢查記憶體洩漏（如靜態集合持有大量物件、未關閉資源）。
• 調大 Heap：`-Xmx2g`（視機器實體記憶體而定）。
• 使用弱參考（`WeakReference`）或定期清理快取。
• 啟用 GC 日誌分析：`-XX:+PrintGCDetails -Xloggc:gc.log`。

2. 堆疊溢位（StackOverflowError）

public class StackOverflow {
    public static void main(String[] args) {
        new StackOverflow().recursive();
    }
    public void recursive() {
        recursive(); // 無終止條件的無限遞迴
    }
}

錯誤輸出：

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

原因：每次方法呼叫在執行緒堆疊分配幀，無限遞迴耗盡預設堆疊大小（通常 512KB~1MB）。

對策：

• 修正遞迴邏輯，確保有基底條件終止。
• 改用迴圈替代遞迴（尾遞迴優化在 Java 不保證）。
• 調大堆疊：`-Xss2m`（謹慎使用，會減少可建立執行緒數）。

常見誤區

排查工具

• jmap -histo:live pid：查看 Heap 物件統計。
• jstack pid：查看執行緒堆疊，定位遞迴位置。
• VisualVM / JConsole / Arthas：圖形化監控與分析。
• Eclipse MAT：離線分析 Heap Dump（`-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError`）。