JVM【第六回】：【OutOfMemoryError异常之虚拟机栈和本地方法栈溢出】

    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。

    在下面的代码中，如果将范围限制于单线程中的操作，尝试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，方法如下：

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的缩小。

    StackOverflowError异常代码如下：

package oom;

/**
 * 虚拟机栈和本地方法栈溢出
 * @author Madison
 * @date 2014-7-11
 * VM Args:-Xss128k
 */
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：

    stack length:2402

    Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

          at oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:15)

          at oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:15)

    ......后续异常栈信息省略

    通过代码运行结果表明：在单个线程下，无论是由于栈帧太小，还是虚拟机栈容量太小，内存无法分配的时候，虚拟机抛出的都是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，但是，这样产生的内存溢出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，反而容易产生内存溢出异常。

    操作系统分配给每个进程的内存是有限制的。譬如32位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），程序计数器消耗的内存很小，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，如果是使用虚拟机默认参数，栈深度在大多数情况下达到1000~2000完全没有问题，对于正常的方法调用，这个深度应该完全够用了。但是，如果建立过多线程导致的内存溢出，在不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。

    创建线程导致内存溢出异常代码如下，运行该代码可能会导致操作系统假死。

package oom;

/**
 * 创建线程导致内存溢出
 * @author Madison
 * @date 2014-7-11
 * VM Args:-Xss2M
 */
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();
	}
}

    运行结果：

    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError：unable to create new native thread

欲知后事如何，且听下回分解

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