「java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space」エラーの対処法 - コード例

2024-08-26

「java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space」エラーの対処法

「java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space」エラーは、Javaの永続世代（Permanent Generation）領域が不足した際に発生します。このエラーは、主にクラスローディングやクラスのメタデータの保持に関連する問題が原因となります。

原因

過剰なクラスローディング: アプリケーションが多数のクラスをロードする場合、永続世代の領域が不足する可能性があります。
クラスのメタデータの保持: クラスのメタデータ（フィールド、メソッド、コンストラクタ等）は永続世代に格納されます。過剰なメタデータの保持もエラーの原因となります。
メモリリーク: 不適切なオブジェクト参照やガベージコレクションの妨害により、永続世代の領域が解放されなくなる場合もあります。

対処法

永続世代のサイズを増やす:
- -XX:PermSize オプションで初期サイズを設定します。
- 例: java -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m YourApplication
クラスローディングの最適化:
- 必要なクラスのみをロードするようにアプリケーションを設計します。
- クラスローダーのキャッシュを利用します。
- クラスローダーのリークを防ぎます。
メモリリークの解消:
- オブジェクト参照を適切に管理します。
- 不必要なオブジェクトを解放します。
- ガベージコレクションの効率を向上させます。
JVMオプションの調整:
- -XX:+UseConcMarkSweepGC オプションで並行マークスイープGCを使用します。
- -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled オプションでCMSによる永続世代の清掃を有効にします。

コード例（メモリリークの例）

public class MemoryLeakExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            Object obj = new Object();
            list.add(obj);
        }
    }
}

このコードでは、無限ループ内でオブジェクトを生成し、リストに追加しています。これにより、オブジェクトが解放されず、メモリリークが発生します。

注意

永続世代のサイズを増やすだけでは根本的な解決にならない場合があります。
メモリリークを解消することが最も重要です。
JVMのバージョンやプラットフォームによっては、永続世代の扱いが異なる場合があります。
適切な診断ツールを使用して、エラーの原因を特定してください。

java -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m YourApplication

このコマンドでは、永続世代の初期サイズを128MB、最大サイズを256MBに設定します。

// クラスローダーのキャッシュを利用
ClassLoader classLoader = getClass().getClassLoader();
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("YourClass");

// 必要なクラスのみをロード
if (condition) {
    Class<?> anotherClass = classLoader.loadClass("AnotherClass");
}

メモリリークの解消

public class MemoryLeakExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            Object obj = new Object();
            list.add(obj);
        }
    }
}

このコードはメモリリークを引き起こします。以下のように修正します。

public class MemoryLeakFixedExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            Object obj = new Object();
            list.add(obj);

            // 定期的にリストをクリアしてメモリを解放
            if (list.size() > 1000) {
                list.clear();
            }
        }
    }
}

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled YourApplication

メモリリークの徹底的な調査と修正

プロファイリングツールを使用: VisualVM、JProfiler、YourKit等を使用して、メモリ使用状況を分析します。
オブジェクト参照を適切に管理: 不要なオブジェクトへの参照を解除します。
ガベージコレクションの効率を向上: ガベージコレクタのチューニングを行います。

クラスローダーの階層構造を適切に設計: 親クラスローダーと子クラスローダーを適切に配置します。
クラスローダーのキャッシュを有効活用: 頻繁に使用するクラスをキャッシュします。
クラスローダーのリークを防ぐ: クラスローダーを適切に管理します。

ガベージコレクタの選択: G1GC、ZGC等の最新のガベージコレクタを使用します。
メモリ割り当ての最適化: メモリ割り当て戦略を調整します。
ネイティブメモリ使用量の削減: ネイティブライブラリの使用を最小限に抑えます。

アプリケーションの設計と実装の改善

モジュール化: アプリケーションをモジュールに分割し、依存関係を管理します。
コードの最適化: 不要なコードを削除し、効率的なアルゴリズムを使用します。
フレームワークやライブラリの選択: メモリ効率の良いフレームワークやライブラリを使用します。

外部ツールやライブラリの活用

メモリリーク検出ツール: メモリリークを自動的に検出するツールを使用します。
メモリ管理ライブラリ: メモリ管理を支援するライブラリを使用します。

これらの代替手法は、状況に応じて適切に組み合わせる必要があります。

exception memory-leaks out-of-memory