Tomcat 記憶體溢出三大情境與解決方案完整指南

生產環境 Tomcat 記憶體設定不當極易發生 OOM。三大常見情境：

1. OutOfMemoryError: Java heap space
2. OutOfMemoryError: PermGen space
3. OutOfMemoryError: unable to create new native thread

前兩種：JVM 參數調整解決（無記憶體洩漏前提）

• -Xms 初始堆大小、-Xmx 最大堆大小
• -XX:PermSize 永久區初始大小、-XX:MaxPermSize 永久區最大值

建議 -Xms -Xmx 設相同值（如 set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m）。堆大小受限於：OS 資料模型（32 位約 1.5-2GB）、可用虛擬/實體記憶體。可用 java -Xmx***M -version 測試上限。

情境一：堆溢出

JVM 98% 時間用於 GC 且可用 Heap < 2% 時拋出。無洩漏下調整 -Xms -Xmx 解決。

情境二：永久區溢出

PermGen space 存放 Class/Meta 資訊，Class 載入時置入，GC 主程序運行期不清理。大量載入 Class（如 JSP 預編譯、Hibernate/Spring 動態類）易溢出。加大 -XX:PermSize -XX:MaxPermSize 解決，常與堆設定結合：set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=256M。注意：java -Xmx***M -version 測試上限為 -Xmx + -XX:MaxPermSize 之和。

情境三：無法建立新執行緒

較少見，與 JVM/系統記憶體比例相關。現象：分配 JVM 記憶體越多（如 1.5GB），執行緒多時越易發生。

根因：32 位進程最大 2GB 可用記憶體（另 2GB 核心保留）。假設 JVM 1.5GB，剩 500MB 扣除系統 DLL 載入約剩 400MB。建立執行緒時：JVM 內建 Thread 物件，OS 同時在剩餘 400MB 建立實體執行緒（非 JVM 堆）。JDK 1.4 預設堆疊 256KB，JDK 1.5 預設 1MB/執行緒 → 400MB 僅能建 ~400 執行緒。

結論：欲建更多執行緒，必須減少 JVM 最大記憶體。或讓 JVM 寄宿於 JNI 代碼中。

估算公式：(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOSMemory) / ThreadStackSize = Number of threads

JDK 1.5 假設 OS 保留 120MB：
1.5GB JVM: (2GB-1.5GB-120MB)/1MB ≈ 380 threads
1.0GB JVM: (2GB-1.0GB-120MB)/1MB ≈ 880 threads

Windows boot.ini 啟動選項 /PAE /3G 可擴充用戶進程至 3GB（核心僅佔 1GB），可建更多執行緒。需結合 OS 層面調整。

總結

須針對不同情境診斷記憶體分配，從根本解決問題。