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环境变量path还原 stackoverflowerror原因

每一个 JVM 线程都拥有一个私有的 JVM 线程栈,用于存放当前线程的 JVM 栈帧(包括被调用函数的参数、局部变量和返回地址等)。如果某个线程的线程栈空间被耗尽,没有足够资源分配给新创建的栈帧,就会抛出 `
java.lang.StackOverflowError` 错误。本文总结了 StackOverflowError 常见原因及其解决方法,如有遗漏或错误,欢迎补充指正。

线程栈是如何运行的?

首先给出一个简单的程序调用代码示例,如下所示:

public class SimpleExample {
      public static void main(String args[]) {
            a();
      }
      public static void a() {
            int x = 0;
            b();
      }
      public static void b() {
            Car y = new Car();
            c();
      }
      public static void c() {
            float z = 0f;
      }
}

当 `main()` 方法被调用后,执行线程按照代码执行顺序,将它正在执行的方法、基本数据类型、对象指针和返回值包装在栈帧中,逐一压入其私有的调用栈,整体执行过程如下图所示:

StackOverFlowError 就是死循环吗?

  1. 首先,程序启动后,`main()` 方法入栈。
  2. 然后,`a()` 方法入栈,变量 `x` 被声明为 `int` 类型,初始化赋值为 `0`。注意,无论是 `x` 还是 `0` 都被包含在栈帧中。
  3. 接着,`b()` 方法入栈,创建了一个 `Car` 对象,并被赋给变量 `y`。请注意,实际的 `Car` 对象是在 Java 堆内存中创建的,而不是线程栈中,只有 `Car` 对象的引用以及变量 `y` 被包含在栈帧里。
  4. 最后,`c()` 方法入栈,变量 `z` 被声明为 `float` 类型,初始化赋值为 `0f`。同理,`z` 还是 `0f` 都被包含在栈帧里。

当方法执行完成后,所有的线程栈帧将按照后进先出的顺序逐一出栈,直至栈空为止。

StackOverFlowError 是如何产生的?

如上所述,JVM 线程栈存储了方法的执行过程、基本数据类型、局部变量、对象指针和返回值等信息,这些都需要消耗内存。一旦线程栈的大小增长超过了允许的内存限制,就会抛出 `
java.lang.StackOverflowError` 错误。

下面这段代码通过无限递归调用最终引发了 `
java.lang.StackOverflowError` 错误。

public class StackOverflowErrorExample {
      public static void main(String args[]) {
            a();
      }
      public static void a() {
            a();
      }
}

在这种情况下,`a()` 方法将无限入栈,直至栈溢出,耗尽线程栈空间,如下图所示。

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)
	at StackOverflowErrorExample.a(StackOverflowErrorExample.java:10)

StackOverFlowError 就是死循环吗?

如何解决 StackOverFlowError?

引发 `StackOverFlowError` 的常见原因有以下几种:

  • 无限递归循环调用(最常见)。
  • 执行了大量方法,导致线程栈空间耗尽。
  • 方法内声明了海量的局部变量。
  • native 代码有栈上分配的逻辑,并且要求的内存还不小,比如 `java.net.SocketInputStream.read0` 会在栈上要求分配一个 64KB 的缓存(64位 Linux)。

除了程序抛出 `StackOverflowError` 错误以外,还有两种定位栈溢出的方法:

  • 进程突然消失,但是留下了 crash 日志,可以检查 crash 日志里当前线程的 stack 范围,以及 RSP 寄存器的值。如果 RSP 寄存器的值超出这个 stack 范围,那就说明是栈溢出了。
  • 如果没有 crash 日志,那只能通过 coredump 进行分析。在进程运行前,先执行 `ulimit -c unlimited`,当进程挂掉之后,会产生一个 core.[pid] 的文件,然后再通过 `jstack $JAVA_HOME/bin/java core.[pid]` 来看输出的栈。如果正常输出了,那就可以看是否存在很长的调用栈的线程,当然还有可能没有正常输出的,因为 jstack 的这条从 core 文件抓栈的命令其实是基于 Serviceability Agent 实现的,而 SA 在某些版本里有 Bug。

常见的解决方法包括以下几种:

  • 修复引发无限递归调用的异常代码, 通过程序抛出的异常堆栈,找出不断重复的代码行,按图索骥,修复无限递归 Bug。
  • 排查是否存在类之间的循环依赖。
  • 排查是否存在在一个类中对当前类进行实例化,并作为该类的实例变量。
  • 通过 JVM 启动参数 `-Xss` 增加线程栈内存空间,某些正常使用场景需要执行大量方法或包含大量局部变量,这时可以适当地提高线程栈空间限制,例如通过配置 `-Xss2m` 将线程栈空间调整为 2 mb。

线程栈的默认大小依赖于操作系统、JVM 版本和供应商,常见的默认配置如下表所示:

StackOverFlowError 就是死循环吗?

提示: 实际生产系统中,可以对程序日志中的 StackOverFlowError 配置关键字告警,一经发现,立即处理。

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