刨根问底---一次OOM试验形成的电脑雪崩引起的思考

问题初现----电脑雪崩

在写「垃圾回收-实战篇」时，按书中的一个例子作了一次实验，我以为涉及的知识点挺多的，因此单独拎出来与你们共享一下，相信你们看完确定有收获。

画外音：尽信书不如无书，对每个例子咱们最好亲自试试，说不定有新的发现

实验是这样的：想测试在指定的栈大小（160k）下经过不断建立多线程观察其形成的 OOM 类型

画外音：形成 OOM 的缘由有不少，将在本周的 「垃圾回收-实战篇」一文中作详细描述，这里再也不赘述

实验的代码以下：

public class Test {
    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) {
        Test oom = new Test();
        oom.stackLeakByThread();
    }
}

过了一下子风扇狂转，不久就发生了 OOM,而后程序没有终止，用 Ctrl + C 也没法终止,会提示「the VM may need to be forcibly terminated」,这是什么鬼，如图示

电脑卡死了，鼠标键盘彻底无法响应！
只好重启了电脑，而后我先在终端输入 top 命令，再执行以上的程序， 发现 CPU的负载达到了 800%!

在以上对问题的描述中至少有三个问题值得咱们去思考

1. 以上 while (true) 为啥会形成 cpu 负载 800%
2. 在主线程发生 OOM 后我在终端用 Ctrl + C 试图终止 Java 进程的执行，但没成功，为啥停止信号不生效呢
3. 主线程发生 OOM 后 Java 进程为啥不会中止运行

一个个来看

while (true) 与 cpu 负载的关系

首先咱们要明白 %CPU 表明的含义，它指的是进程占用一个核的百分比，若是进程启动了多个线程，多线程就会占用多个核，是可能超过 100% 的，但最多不超过 CPU核数 * 100%, 怎么查看逻辑 CPU 的个数

• Linux 下能够用

cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l

• Mac 能够用

sysctl hw.logicalcpu

个人电脑是 Mac 的，用以上命令查了一下逻辑核心发现是 8 个， 而实验看到的 CPU 占有率是 800%,也就是说咱们的实验程序打满了 8 个逻辑 CPU！有人说那是由于你在源源不断地建立线程啊，固然就打满了逻辑 CPU 了，那咱们再来试验一下，只建立 7 个线程，加个主线程共 8 个，这 8 个主线程内部都只执行一个 while(true) {} ,以下

public class Test {
        private int threadCount = 0;
    private void dontStop() {
        while(true) {
        }
    }

    public void stackLeakByThread() {
        while (true) {
                        // 只建立 7 个线程， 加上主线程共 8 个线程
            if (threadCount > 7) {
                continue;
            }
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    dontStop();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

    public static  void main(String[] args) {
        Test oom = new Test();
        oom.stackLeakByThread();
    }
}

执行以后 %CPU 仍是接近 800%（你们能够试验一下，这里不贴图了）, 也就是说 8 个 while(true) 把 8 个核所有打满了，平均一个 while(true) 打满一个核 ，那么问题来了， 单个线程执行 while(true) 为啥会打满一个核呢，CPU 不是按时间片来分配各个进程的吗

如图示：操做系统按时间片的调度算法来给不一样的进程分配 CPU 时间，若是某个进程时间片用完了，会让出 CPU 的控制权给其余的进程执行

首先，须要指明的是：CPU 确实是按时间片来给不一样的进程分配它的控制权的

但 CPU 对时间片的分配策略是动态的， 具备偏向性的，简单理解以下：
Java 中的线程执行完系统分配的时间片后确实是会让出 CPU 的执行权，但别的进程会告诉系统本身没什么事情要作，不须要那么多的时间，这个时候系统就会切换到下一个进程，直到回到这个死循环的进程上，而 Java 进程不管何时都再循环，都会一直会报告有事情要作，系统就会把尽量多的时间分给它（正所谓会哭的小孩有奶吃）,系统会不断调高 while(true) 线程的优先级，提高它的 CPU 占用时间片，也就是说 while(true) 这个死循环用光了别的进程省下的时间，不让 CPU 有片刻休息的时间，致使 CPU 负载太高，这就像马太效应，勤奋的线程执行的越努力，其余懒惰的线程就越会被缩短期片，越得不到机会!
画外音: Windows 系统中就存在一个称为「优先级推动器」(Priority Boosting,能够关闭）的功能，大体做用就是当系统发现一个线程执行得特别勤奋努力的话，可能会越过线程优先级优先为此线程分配执行时间

发生 OOM 后 Ctrl+C 为啥没法停止 Java 进程

上文提到，发生 OOM 后， 因为已经观察到 OOM 的现象，因此想把 Java 进程经过 Ctrl+C 杀死，但发现不起做用，如图示

为啥 Ctrl + C 这种通用的 kill 掉进程的方式不起做用呢，我在 Oracle 的论坛（见文末参考连接）找到了 Oracle 工程师的回答

The message "Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Exception java.lang.OutOfMemoryError occurred dispatching signal UNKNOWN to handler- the VM may need to be forcibly terminated" is getting printed by the JVM's native signal handling code. The signal handler itself encountered OOM while making a Java up-call and that's why the JVM didn't get terminated with ctrl+c.

简单地说就是 JVM 中的信号处理器确实收到了终端发出的 Ctrl + C 的终止信号，但当它调用 Java 进程想停止时发生了 OOM 致使中断失败， 那为啥调用会发生 OOM 呢，我猜是由于信号处理器要启动一个线程来作这种终止通知的操做，而咱们知道，当前已经没法再建立线程了（已经发生 unable to create new native thread 的错误了）

主线程发生 OOM 后 Java 进程为啥不会中止运行

最后一个问题，主线程发生 OOM 后竟然 Java 进程没终止，这个该怎么解释

Main 主线程与其余的子线程并非父子关系，而是平等的关系，因此主线程虽然由于 OOM 挂了，但其余子线程并不会中止运行，因为它们执行的 while(true)，因此子线程会一直存在，既然它们一直存在，那对应的 Java 进程就会一直运行着。

那怎么让主线程终止运行后，其余线程也可当即结束呢，能够把这些子线程设置为守护线程，建立好 Thread thread 后，能够用 thread.setDaemon(true) 将其设置成守护线程，这样当主线程挂了，守护线程也会当即中止运行，缘由嘛，也很简单，既然是守护线程，那被守护的线程都挂了，那守护线程也没存在的意义了

总结

本文经过一个 OOM 试验引出了三个值得思考的问题，相信你们应该学了很多知识点，这里仍是要提醒一下你们，看到书中的 demo 时，最好能亲自去尝试一下，说不定你能有新的发现！纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行!碰到问题最好穷追猛打，这样在每次试验中咱们都能有收获！

参考

https://blog.csdn.net/russell...

https://blog.csdn.net/aitangy...

https://zhuanlan.zhihu.com/p/...

https://community.oracle.com/...

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