《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》_求知之路漫漫

《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》_求知之路漫漫_2.4.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出

【摘要】本书摘自《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》一书中第2章，第4节，周志明著。

2.4.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出

《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》_求知之路漫漫_2.4.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出

由于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，但实际上是没有任何效果的，栈容量只能由-Xss 参数来设定。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：

1)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。

2)如果虚拟机的栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足够的内存时，将抛出 OutOfMemoryError 异常。

《Java 虚拟机规范》明确允许Java 虚拟机实现自行选择是否支持栈的动态扩展，而 HotSpot 虚拟机的选择是不支持扩展，所以除非在创建线程申请内存时就因无法获得足够内存而出现OutOfMemoryError 异常，否则在线程运行时是不会因为扩展而导致内存溢出的，只会因为栈容量无法容纳新的栈帧而导致 StackOverflowError 异常。

为了验证这点，我们可以做两个实验，先将实验范围限制在单线程中操作，尝试下面两种行为是否能让 HotSpot 虚拟机产生 OutOfMemoryError 异常：

口使用-Xss 参数减少栈内存容量。

结果：抛出 StackOverflowError 异常，异常出现时输出的堆栈深度相应缩小。口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：抛出 StackOverflowError异常，异常出现时输出的堆栈深度相应缩小。首先，对第一种情况进行测试，具体如代码清单2-4所示。

代码清单2-4 虚拟机栈和本地方法栈测试(作为第1点测试程序)

/**

*VM Args:-Xss128k

* @author zzm

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 org.fenixsoft.oom.JavaVMStackSOF.leak(JavaVMStackSOF.java:20) at org.fenixsoft.oom.JavaVMStackSOF.leak(JavaVMStackSOF.java:21) at org.fenixsoft.oom.JavaVMStackSOF.leak(JavaVMStackSOF.java:21)

……后续异常堆栈信息省略

对于不同版本的Java 虚拟机和不同的操作系统，栈容量最小值可能会有所限制，这主要取决于操作系统内存分页大小。譬如上述方法中的参数-Xss128k 可以正常用于32位 Windows 系统下的JDK6, 但是如果用于64位Windows 系统下的JDK 11,则会提示栈容量最小不能低于180K, 而在Linux 下这个值则可能是228K, 如果低于这个最小限制，HotSpot 虚拟器启动时会给出如下提示：

The Java thread stack size specified is too small.Specify at least 228k

我们继续验证第二种情况，这次代码就显得有些“丑陋”了，为了多占局部变量表空间，笔者不得不定义一长串变量，具体如代码清单2-5所示。

实验结果表明：无论是由于栈帧太大还是虚拟机栈容量太小，当新的栈帧内存无法分配的时候，HotSpot 虚拟机抛出的都是 StackOverflowError 异常。可是如果在允许动态扩展栈容量大小的虚拟机上，相同代码则会导致不一样的情况。譬如远古时代的 Classic 虚拟机，这款虚拟机可以支持动态扩展栈内存的容量，在Windows 上的JDK 1.0.2 运行代码清单2-5 的话(如果这时候要调整栈容量就应该改用-oss 参数了),得到的结果是：

stack length:3716

java.lang.OutOfMemoryError

at org.fenixsoft.oom.JavaVMStackSOF.leak(JavaVMStackSOF.java:27) at org.fenixsoft.oom.JavaVMStackSOF.leak(JavaVMStackSOF.java:28) at org.fenixsoft.oom.JavaVMStackSOF.leak(JavaVMStackSOF.java:28)

……后续异常堆栈信息省略