java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

sofia 4年前 (2021-01-14) jvm | 抢沙发 2730

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[收起] 文章目录

1. 介绍
2. 了解问题
3. 再现错误
4. 解决
5. 结论

1. 介绍

在本教程中，我们将讨论java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread error无法创建新的本机线程错误。

2. 了解问题

2.1. 问题的原因

大多数Java应用程序本质上是多线程的，由多个组件组成，执行特定的任务，并在不同的线程中执行。但是，底层操作系统（OS）对Java应用程序可以创建的最大线程数设置了上限。

当JVM向底层操作系统请求一个新线程时，JVM抛出“无法创建新的本机线程”错误，而操作系统无法创建新的内核线程（也称为操作系统线程或系统线程）。

事件顺序如下：

1. 在Java虚拟机（JVM）中运行的应用程序请求新线程

2. JVM本机代码向操作系统发送一个创建新内核线程的请求

3. 操作系统试图创建一个需要内存分配的新内核线程

4. 操作系统拒绝本机内存分配，因为

请求的Java进程已耗尽其内存地址空间
操作系统耗尽了它的虚拟内存

5. 然后Java进程返回java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread error

2.2. 线程分配模型

操作系统通常有两种类型的线程：用户线程（由Java应用程序创建的线程）和内核线程。在内核线程之上支持用户线程，内核线程由操作系统管理。

它们之间有三种共同的关系：

1. 多对一 – 多个用户线程映射到单个内核线程

2. 一对一 – 一个用户线程映射到一个内核线程

3. 多对多 – 多个用户线程多路复用到更小或相等数量的内核线程

3. 再现错误

通过在连续循环中创建线程，然后让线程等待，我们可以轻松地重新创建此问题：

while (true) {
  new Thread(() -> {
    try {
        TimeUnit.HOURS.sleep(1);     
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
  }).start();
}

由于我们将每个线程保持一个小时，同时不断创建新的线程，因此我们将很快达到操作系统的最大线程数。

4. 解决

解决此错误的一种方法是在操作系统级别增加线程限制配置。

但是，这不是一个理想的解决方案，因为OutOfMemoryError可能表示编程错误。让我们看看解决这个问题的其他方法。

4.1. 利用Executor服务框架

利用Java的executor服务框架进行线程管理可以在一定程度上解决这个问题。默认的executor服务框架或自定义executor配置可以控制线程的创建。

我们可以使用Executors.newFixedThreadPool方法设置一次可使用的最大线程数：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

Runnable runnableTask = () -> {
  try {
    TimeUnit.HOURS.sleep(1);
  } catch (InterruptedException e) {
      // Handle Exception
  }
};

IntStream.rangeClosed(1, 10)
  .forEach(i -> executorService.submit(runnableTask));

assertThat(((ThreadPoolExecutor) executorService).getQueue().size(), is(equalTo(5)));

在上面的示例中，我们首先创建一个固定线程池，其中包含五个线程和一个可运行任务，该任务使线程等待一小时。然后，我们向线程池提交十个这样的任务，并断言有五个任务在executor服务队列中等待。

因为线程池有五个线程，所以它在任何时候最多可以处理五个任务。