虚拟机栈和本地方法栈溢出

时间：2022-12-27 21:27:25

介绍

关于虚拟机栈和本地方法栈，再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*Error异常。
  • 如果虚拟机再扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。

注意：在栈空间无法分配时，到底时内存太小，还是已经使用的栈空间太大，其本质是同一件事情

实验1（*Error）

使用两种方法测试均无法产生OutOfMemoryError异常，尝试的结果都是获得*Error异常。
- 使用-Xss参数减少栈内容内存容量。结果：抛出*Error异常，异常出现时输出的堆栈深度缩小。
- 定义了大量的本地变量，增大此方法帧中本地变量表的长度。结果：*Error异常时输出的堆栈深度相应减小。
代码：

/** * * VM args : -Xss128k * 使用： 虚拟机栈和本地方法栈OOM测试 * */
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;
        }
    }
}

得到的结果：
Exception in thread “main” stack length:981
java.lang.*Error
at Chapter2.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:14)
at Chapter2.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:15)
at Chapter2.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:15)

实验结果表明：在单个线程下，无论是由于栈帧太大还是虚拟机栈容量太小，当内存无法分配的时候，虚拟机都抛出的时*Error异常。

实验2（OutOfMemoryError）

在看完上面的情况后，出现了一个问题。那就是如何创造一个内存溢出的异常。这里，我们采用了创建线程的方式来消耗内存。操作系统给每个进程的内存是有限制的。例如32位系统的windows限制为2GB。剩余的内存为2GB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，忽略。如果虚拟机进程本身消耗的内存不计算在内，剩下的内存就由虚拟机栈和本地方法栈瓜分。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。

如果测试不限于单线程，通过不断创建线程的方式是可以得到内存溢出的异常。
代码如下：

package Chapter2;
/** * Vm args: -Xss2M(这时候不妨设大点儿) * test: 创建线程导致内存溢出异常 */
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：由于在windows平台的虚拟机中，Java的线程时映射到操作系统中的内核线程上的，因此上述代码执行有较大危险，可能会导致死机

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