jvm 线程数量

Java虚拟机可以管理的线程数量有限，不加控制的建立新线程可能会致使Java虚拟机崩溃。

JVM中能够生成的最大数量由JVM的堆内存大小、Thread的Stack内存大小、系统最大可建立的线程数量（Java线程的实现是基于底层系统的线程机制来实现的，Windows下_beginthreadex，Linux下pthread_create）三个方面影响。

AD：

最近想测试下Openfire下的最大并发数，须要开大量线程来模拟客户端。对于一个JVM实例到底能开多少个线程一直心存疑惑，因此打算实际测试下，简单google了把，找到影响线程数量的因素有下面几个：

-Xms	intial java heap size
-Xmx	maximum java heap size
-Xss	the stack size for each thread
系统限制	系统最大可开线程数

测试程序以下：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class TestThread extends Thread {
    private static final AtomicInteger count = new AtomicInteger();
    public static void main(String[] args) {
        while (true)
            (new TestThread()).start();
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(count.incrementAndGet());
        while (true)
            try {
                Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
            } catch (InterruptedException e) {
                break;
            }
    }
}

测试环境：

系统：Ubuntu 10.04 Linux Kernel 2.6 （32位）

内存：2G

JDK：1.7

 

测试结果：

◆ 不考虑系统限制

-Xms	-Xmx	-Xss	结果
1024m	1024m	1024k	1737
1024m	1024m	64k	26077
512m	512m	64k	31842
256m	256m	64k	31842

在建立的线程数量达到31842个时，系统中没法建立任何线程。

 

由上面的测试结果能够看出增大堆内存（-Xms，-Xmx）会减小可建立的线程数量，增大线程栈内存（-Xss，32位系统中此参数值最小为60K）也会减小可建立的线程数量。

 

◆ 结合系统限制

线程数量31842的限制是是由系统能够生成的最大线程数量决定的：/proc/sys/kernel/threads-max，可其默认值是32080。修改其值为10000：echo 10000 > /proc/sys/kernel/threads-max，修改后的测试结果以下：

-Xms	-Xmx	-Xss	结果
256m	256m	64k	9761

这样的话，是否是意味着能够配置尽可能多的线程？再作修改：echo 1000000 > /proc/sys/kernel/threads-max，修改后的测试结果以下：

-Xms	-Xmx	-Xss	结果
256m	256m	64k	32279
128m	128m	64k	32279

发现线程数量在达到32279之后，再也不增加。查了一下，32位Linux系统可建立的最大pid数是32678，这个数值能够经过/proc/sys/kernel/pid_max来作修改（修改方法同threads-max），可是在32系统下这个值只能改小，没法更大。在threads-max必定的状况下，修改pid_max对应的测试结果以下：

pid_max	-Xms	-Xmx	-Xss	结果
1000	128m	128m	64k	582
10000	128m	128m	64k	9507

在Windows上的状况应该相似，不过相比Linux，Windows上可建立的线程数量可能更少。基于线程模型的服务器总要受限于这个线程数量的限制。

 

总结：

JVM中能够生成的最大数量由JVM的堆内存大小、Thread的Stack内存大小、系统最大可建立的线程数量（Java线程的实现是基于底层系统的线程机制来实现的，Windows下_beginthreadex，Linux下pthread_create）三个方面影响。具体数量能够根据Java进程能够访问的最大内存（32位系统上通常2G）、堆内存、Thread的Stack内存来估算。

序：

在64位Linux系统（CentOS 6， 3G内存）下测试，发现还有一个参数是会限制线程数量：max user process（可经过ulimit –a查看，默认值1024，经过ulimit –u能够修改此值），这个值在上面的32位Ubuntu测试环境下并没有限制。

将threads-max，pid_max，max user process，这三个参数值都修改为100000，-Xms，-Xmx尽可能小（128m，64m），-Xss尽可能小（64位下最小104k，可取值128k）。事先预测在这样的测试环境下，线程数量就只会受限于测试环境的内存大小（3G），但是实际的测试结果是线程数量在达到32K（32768，建立的数量最多的时候大概是33000左右）左右时JVM是抛出警告：Attempt to allocate stack guard pages failed，而后出现OutOfMemoryError没法建立本地线程。查看内存后发现还有不少空闲，因此应该不是内存容量的缘由。Google此警告无果，暂时不知什么缘由，有待进一步研究。

序2：今天无心中发现文章[7]，立刻试了下，果真这个因素会影响线程建立数量，按文中描述把/proc/sys/vm/max_map_count的数量翻倍，从65536变为131072，建立的线程总数量达到65000+，电脑基本要卡死（3G内存）… 简单查了下这个参数的做用，在[8]中的描述以下：

“This file contains the maximum number of memory map areas a process may have. Memory map areas are used as a side-effect of calling malloc, directly by mmap and mprotect, and also when loading shared libraries.

While most applications need less than a thousand maps, certain programs, particularly malloc debuggers, may consume lots of them, e.g., up to one or two maps per allocation.

The default value is 65536.”

 

OK，这个问题总算完满解决，最后总结下影响Java线程数量的因素：

Java虚拟机自己：-Xms，-Xmx，-Xss；

系统限制：

/proc/sys/kernel/pid_max，

/proc/sys/kernel/thread-max，

max_user_process（ulimit -u），

/proc/sys/vm/max_map_count。

参考资料：

1. http://blog.krecan.net/2010/04/07/how-many-threads-a-jvm-can-handle/

2. http://www.cyberciti.biz/tips/maximum-number-of-processes-linux-26-kernel-can-handle.html

3. http://geekomatic.ch/2010/11/24/1290630420000.html

4. http://stackoverflow.com/questions/763579/how-many-threads-can-a-java-vm-support

5. http://www.iteye.com/topic/1035818

6. http://hi.baidu.com/hexiong/blog/item/16dc9e518fb10c2542a75b3c.html

7. https://listman.redhat.com/archives/phil-list/2003-August/msg00025.html

8. http://www.linuxinsight.com/proc_sys_vm_max_map_count.html

原文连接：http://jzhihui.iteye.com/blog/1271122

 

建议用Java 1.5以后提供的线程池ThreadPoolExecutor来管理线程资源。