Jvm支持的最大线程数

工作中碰到过这个问题好几次了，觉得有必要总结一下，所以有了这篇文章，这篇文章分为三个部分：认识问题、分析问题、解决问题。

一、认识问题:

首先我们通过下面这个 测试程序 来认识这个问题：
运行的环境 （有必要说明一下，不同环境会有不同的结果）：32位 Windows XP，Sun JDK 1.6.0_18， eclipse 3.4，
测试程序：

Java代码  

1. import java.util.concurrent.CountDownLatch;   
2.   
3. public class TestNativeOutOfMemoryError {   
4.   
5.     public static void main(String[] args) {   
6.   
7.         for (int i = 0;; i++) {   
8.             System.out.println("i = " + i);   
9.             new Thread(new HoldThread()).start();   
10.         }   
11.     }   
12.   
13. }   
14.   
15. class HoldThread extends Thread {   
16.     CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(1);   
17.   
18.     public HoldThread() {   
19.         this.setDaemon(true);   
20.     }   
21.   
22.     public void run() {   
23.         try {   
24.             cdl.await();   
25.         } catch (InterruptedException e) {   
26.         }   
27.     }   
28. }  

不指定任何JVM参数，eclipse中直接运行输出，看到了这位朋友了吧：
i = 5602
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
    at java.lang.Thread.start0(Native Method)
    at java.lang.Thread.start(Thread.java:597)
    at TestNativeOutOfMemoryError.main(TestNativeOutOfMemoryError.java:20)

二、分析问题：

这个异常问题本质原因是我们创建了太多的线程，而能创建的线程数是有限制的，导致了异常的发生。能创建的线程数的具体计算公式如下：
(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads
MaxProcessMemory 指的是一个进程的最大内存
JVMMemory         JVM内存
ReservedOsMemory  保留的操作系统内存
ThreadStackSize      线程栈的大小

在 java语言里， 当你创建一个线程的时候，虚拟机会在JVM内存创建一个Thread对象同时创建一个操作系统线程，而这个系统线程的内存用的不是JVMMemory，而 是系统中剩下的内存(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory)。


结合上面例子我们来对公式说明一下：
MaxProcessMemory 在32位的 windows下是 2G
JVMMemory   eclipse默认启动的程序内存是64M
ReservedOsMemory  一般是130M左右
ThreadStackSize 32位 JDK 1.6默认的stacksize 325K左右
公式如下：
(2*1024*1024-64*1024-130*1024)/325 = 5841
公式计算所得5841，和实践5602基本一致（有偏差是因为ReservedOsMemory不能很精确）

由公式得出结论：你给JVM内存越多，那么你能创建的线程越少，越容易发生java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread。

咦，有点背我们的常理，恩，让我们来验证一下,依旧使用上面的测试程序，加上下面的JVM参数，测试结果如下：
ThreadStackSize      JVMMemory                    能创建的线程数
默认的325K             -Xms1024m -Xmx1024m    i = 2655
默认的325K               -Xms1224m -Xmx1224m    i = 2072
默认的325K             -Xms1324m -Xmx1324m    i = 1753
默认的325K             -Xms1424m -Xmx1424m    i = 1435
-Xss1024k             -Xms1424m -Xmx1424m    i = 452
完全和公式一致。

三、解决问题：
1， 如果程序中有bug，导致创建大量不需要的线程或者线程没有及时回收，那么必须解决这个bug，修改参数是不能解决问题的。
2， 如果程序确实需要大量的线程，现有的设置不能达到要求，那么可以通过修改MaxProcessMemory，JVMMemory，ThreadStackSize这三个因素，来增加能创建的线程数：
a, MaxProcessMemory 使用64位操作系统
b, JVMMemory   减少JVMMemory的分配
c, ThreadStackSize  减小单个线程的栈大小

四、其他：

在 java应用中，有时候会出现这样的错误：OutOfMemoryError: unable to create new native thread.这种怪事是因为JVM已经被系统分配了大量的内存(比如1.5G)，并且它至少要占用可用内存的一半。有人发现，在线程个数很多的情况下， 你分配给JVM的内存越多，那么，上述错误发生的可能性就越大。

每 一个32位的进程最多可以使用2G的可用内存，因为另外2G被操作系统保留。这里假设使用1.5G给JVM，那么还余下500M可用内存。这500M内存 中的一部分必须用于系统dll的加载，那么真正剩下的也许只有400M，现在关键的地方出现了：当你使用Java创建一个线程，在JVM的内存里也会创建 一个Thread对象，但是同时也会在操作系统里创建一个真正的物理线程(参考JVM规范)，操作系统会在余下的400兆内存里创建这个物理线程，而不是 在JVM的1500M的内存堆里创建。在jdk1.4里头，默认的栈大小是256KB，但是在jdk1.5里头，默认的栈大小为1M每线程，因此，在余下 400M的可用内存里边我们最多也只能创建400个可用线程。

这样结论就出来了，要想创建更多的线程，你必须减少分配给JVM的最大内存。还有一种做法是让JVM宿主在你的JNI代码里边。

给出一个有关能够创建线程的最大个数的估算公式：

(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads

对于jdk1.5而言，假设操作系统保留120M内存：
1.5GB JVM: (2GB-1.5Gb-120MB)/(1MB) = ~380 threads
1.0GB JVM: (2GB-1.0Gb-120MB)/(1MB) = ~880 threads

对于栈大小为256KB的jdk1.4而言，
1.5GB allocated to JVM: ~1520 threads
1.0GB allocated to JVM: ~3520 threads