第一种方法：
Windows下，在文件/bin/catalina.bat，Unix下，在文件/bin/catalina.sh的前面，增加如下设置：
JAVA_OPTS='-Xms【初始化内存大小】 -Xmx【可以使用的最大内存】'
需要把这个两个参数值调大。例如：
JAVA_OPTS='-Xms256m -Xmx512m'
表示初始化内存为256MB，可以使用的最大内存为512MB。
第二种方法： 环境变量中设 变量名：JAVA_OPTS 变量值：-Xms512m -Xmx512m
第三种方法：前两种方法针对的是bin目录下有catalina.bat的情况（比如直接解压的Tomcat等），但是有些安装版的Tomcat下没有catalina.bat，这个时候可以采用如下方法，当然这个方法也是最通用的方法：打开tomcatHome/\bin/\tomcat5w.exe，点击Java选项卡，然后将会发现其中有这么两项：Initial memory pool和Maximum memory pool.Initial memory pool这个就是初始化设置的内存的大小。Maximum memory pool这个是最大内存的大小 设置完了就按确定然后再重启TOMCAT你就会发现tomcat中jvm可用的内存改变了
另外需要考虑的是Java提供的垃圾回收机制。虚拟机的堆大小决定了虚拟机花费在收集垃圾上的时间和频度。收集垃圾可以接受的速度与应用有关，应该通过分析实际的垃圾收集的时间和频率来调整。如果堆的大小很大，那么完全垃圾收集就会很慢，但是频度会降低。如果你把堆的大小和内存的需要一致，完全收集就很快，但是会更加频繁。调整堆大小的的目的是最小化垃圾收集的时间，以在特定的时间内最大化处理客户的请求。在基准测试的时候，为保证最好的性能，要把堆的大小设大，保证垃圾收集不在整个基准测试的过程中出现。 如果系统花费很多的时间收集垃圾，请减小堆大小。一次完全的垃圾收集应该不超过 3-5 秒。如果垃圾收集成为瓶颈，那么需要指定代的大小，检查垃圾收集的详细输出，研究 垃圾收集参数对性能的影响。一般说来，你应该使用物理内存的 80% 作为堆大小。当增加处理器时，记得增加内存，因为分配可以并行进行，而垃圾收集不是并行的。
一个要注意的地方：建议把内存的最高值跟最低值的差值缩小，不然会浪费很多内存的， 最低值加大 ，最高值可以随便设，但是要根据实际的物理内存 ，如果内存设置太大了,比如设置了512M最大内存,但如果没有512M可用内存,Tomcat就不能启动，还有可能存在内存被系统回收，终止进程的情况
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参考
Tomcat java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory - kikyoqiang - 博客园
https://www.cnblogs.com/kikyoqiang/p/14514284.html