5. Unable to create new native thread

5.1 Unable to create new native thread

Java应用一般是多线程的. 这意味着在用Java写的程序(似乎)可以在同时做多件事情. 例如 – 即使机器只有一个处理器 – 当你把内容从一个窗口拖动到另一个, 在后台播放的电影不会停止因为您一次执行了几个操作.

思考线程的一种方法是将它们视为可供提交任务的工作人员. 如果你只有一名员工, 他/她只能同时做一个任务. 但是当你有一打员工供你差遣, 他们可以同时完成你的几个要求.

现在, 就像在现实世界的员工, 在JVM里的线程也需要一些空间来开展他们被传唤去要处理的工作. 当线程数超过了这个内存空间的限制的时候, 我们就会碰到下边的问题:

这个消息:java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread 意味着Java应用已经达到它可以运行的线程数的上限.

5.2 原因

只要JVM向OS申请新线程, 你都有机会碰到java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread. 只要下面的OS不能再分配一个新的native thread, 这个OutOfMemoryError会被抛出. 准确的native thread限制与对应的平台有关, 因此, 我们推荐通过运行下面的例子来找到这个限制. 但是, 通常, 引发java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread会经过下列阶段:

运行在JVM里的一个应用请求一个新的Java线程
JVM native代码传递要创建一个新的native 线程到OS
OS尝试创建一个新的native 线程, 同时需要分配内存给这个线程
OS将会拒绝本地内存分配, 可能是因为32-bit Java进程大小已经耗尽了它的内存地址区域 – 如: 达到了2-4GB的进程大小限制 – 或是这个OS的虚拟内存已经被耗尽
抛出java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread错误.

5.3 示例

下列例子循环启动和创建新的线程. 当运行这段代码, 操作系统会迅速达到限制, 显示出java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread消息.

while (true) {
    new Thread(new Runnable()) {
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(10000000);
            } catch (InterruptedException e) { }
        }
    }}.start();
}

确切的native thread限制与平台有关, 如在Windows, Linux和Mac OS X上测试结果如下:
- 64-bit Mac OS X 10.9, Java 1.7.0_45 – JVM在创建2031个线程后死掉
- 64-bit Ubuntu Linux, Java 1.7.0_45 – JVM在创建31893个线程后死掉
- 64-bit Windows 7, Java 1.7.0_45 – 因为这个OS使用了一个不同的线程模型, 在这个平台上似乎没有抛出该错误. 在线程达到250,000后, 进程仍然存活, 尽管swap区已经使用了10GB, 同时应用面临非常严重的性能问题.

所以, 在引入一个小测试时前, 确保你知道你的电脑的限制, 来发现什么时候java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread会被触发.

5.4 解决方案

有时候, 你可以通过增加OS层面的限制来绕过这个Unable to create new native thread问题. 例如, 如果你限制了JVM在 user space可以生成的max user processes, 那么你应该检查并尝试增大这个限制:

[root@dev ~]# ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0
--- cut for brevity ---
max user processes              (-u) 1800

通常情况下，因为本机达到线程的限制而抛出OutOfMemoryError错误提示可能表明有编程错误. 当你的应用生成了上千个线程, 很有可能有些地方出了大问题 – 没有太多的应用程序可以从如此大量的线程中获益(线程过多, 过犹不及)。

解决这个问题的一个办法是做线程快照(thread dump)来理解这个场景. 你可能会花费好几天做这个事情. 这时候, 联系我就是最好的方式(＠￣ー￣＠).