由于在HotSpot虚拟机中并不区分虚拟机栈和本地方法栈,因此对于HotSpot来说,-Xoss参数(设置本地方法栈大小)虽然存在,但
实际上是无效的,栈容量只由-Xss参数设定。关于虚拟机栈和本地方法栈,在Java虚拟机规范中描述了两种异常:
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError异常。
如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间,则抛出OutOfMemoryError异常。这里把异常分成两种情况看似更加严谨,但却存在着一些互相重叠的地方:当栈空间无法继续分配时,到底是内存太小,还是已使用的栈空间太大,其本质上只是对同一件事情的两种描述而已。
在笔者的实验中,如果将实验范围限制于单线程中的操作,尝试了下面两种方法均无法让虚拟机产生OutOfMemoryError异常,尝试的
结果都是获得StackOverflowError异常,测试代码如清单2-4所示。
使用-Xss参数减少栈内存容量。结果:抛出StackOverflowError异常,异常出现时输出的栈深度相应缩小。定义了大量的本地变量,增加此方法帧中本地变量表的长度。结果:抛出StackOverflowError异常时输出的栈深度相应缩小。
代码清单2-4 虚拟机栈和本地方法栈OOM测试(仅作为第1点测试程序)
package com.npf.test;
/**
* VM Args:-Xss128k
*
* @author Jack
*/
public class JavaVMStackSOF {
private int stackLength = 1;
public void stackLeak() {
stackLength++;
stackLeak();
}
public static void main(String[] args) throws Throwable {
JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
try {
oom.stackLeak();
} catch (Throwable e) {
System.out.println("stack length:" + oom.stackLength);
throw e;
}
}
}
运行结果:
StackOverflowError异常。
如果测试时不限于单线程,通过不断地建立线程的方式倒是可以产生内存溢出异常,如代码清单2-5所示。但是,这样产生的内存溢
出异常与栈空间是否足够大并不存在任何联系,或者准确地说,在这种情况下,给每个线程的栈分配的内存越大,反而越容易产生
内存溢出异常。
原因其实不难理解,操作系统分配给每个进程的内存是有限制的,譬如32位的Windows限制为2GB。虚拟机提供了参数来控制Java
堆和方法区的这两部分内存的最大值。剩余的内存为2GB(操作系统限制)减去Xmx(最大堆容量),再减去MaxPermSize(最大
方法区容量),程序计数器消耗内存很小,可以忽略掉。如果虚拟机进程本身耗费的内存不计算在内,剩下的内存就由虚拟机栈和
本地方法栈“瓜分”了。每个线程分配到的栈容量越大,可以建立的线程数量自然就越少,建立线程时就越容易把剩下的内存耗尽。
这一点读者需要在开发多线程应用的时候特别注意,出现StackOverflowError异常时有错误堆栈可以阅读,相对来说,比较容易找到
问题的所在。而且,如果使用虚拟机默认参数,栈深度在大多数情况下(因为每个方法压入栈的帧大小并不是一样的,所以只能说
大多数情况下)达到1000~2000完全没有问题,对于正常的方法调用(包括递归),这个深度应该完全够用了。但是,如果是建立
过多线程导致的内存溢出,在不能减少线程数或者更换64位虚拟机的情况下,就只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线
程。如果没有这方面的经验,这种通过“减少内存”的手段来解决内存溢出的方式会比较难以想到。
代码清单2-5 创建线程导致内存溢出异常
package com.npf.test;
/**
* VM Args:-Xss2M
*
* @author Jack
*
*/
public class JavaVMStackOOM {
private void dontStop(){
while(true){
}
}
public void stackLeakByThread(){
while(true){
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
dontStop();
}
});
thread.start();
}
}
public static void main(String[] args) {
JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();
oom.stackLeakByThread();
}
}
注意 特别提示一下,如果读者要尝试运行上面这段代码,记得要先保存当前的工作,由于在Windows平台的虚拟机中,Java的线
程是映射到操作系统的内核线程上的,所以上述代码执行时有较大的风险,可能会导致操作系统假死。