Java频繁创建线程排查和解决

阳光穿透心脏的1/2处 2024-04-01 19:30 93阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1 产生原因
 *  2 Java 服务器可以跑多少个线程
 *  3 Java 线程多影响内存吗
 *  4 java线程占多大的内存，占哪里的内存
 *   *  4.1 占多大的内存
     *  4.2 占哪里的内存

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## 1 产生原因 ##

因为编译工具突然报错，需要手动创建线程池，之前都是用ExecutorService直接创建的线程池用的封装好的，但是阿里巴巴规范不让用，网上找了个代码copy导致创建的线程池无法关闭，暂时没关注原因，解决的话还是使用ExecutorService的注入类，并且配置好线程池参数，而不去new线程池，也不要随缘关闭线程池，引发了一些列知识点总结一下。

## 2 Java 服务器可以跑多少个线程 ##

一台Java服务器能跑多少个线程？这个问题来自一次线上报警如下图，超过了我们的配置1200阈值产生了预警。

[告警触发:1] thread_size Alerts Firing [critical] jvm当前活跃线程数超过1200, 当前值:1258, 描述: 当前活跃线程数已经超过1200 alertname:thread_size application:oldlu:gray exported_application:msun-ecg-app-ecg hospital:/人民 instance:10.9.2.155:30260 job:jvm_exporter notify:base r_cluster:eu0 severity:critical type:jvm 开始时间:2022-11-15 15:05:01

共计1258个线程，和监控数据得出的吻合。但这个数量应该是大了，我们都知道线程多了，就会有线程切换，带来性能开销。

当时就想到一台java服务器到底可以跑多少个线程呢？跟什么有关系？现整理如下。

每个线程都有一个线程栈空间通过-Xss设置，查了一下我们服务器的关于jvm内存的配置

-Xms4096m
    -Xmx4096m
    -XX:MaxPermSize=1024m1.2.3.

只有这三个，并没有-Xss 和-XX:ThreadStackSize的配置，因此是走的默认值。几种JVM的默认栈大小

![在这里插入图片描述][d84447555bee457fa2687217be212b0c.png]

可以通过如下命令打印输出默认值的大小，**命令：jinfo -flag ThreadStackSize**

[root@host-192-168-202-229 ~]#jinfo -flag ThreadStackSize 1807
    
    -XX:ThreadStackSize=10241.2.3.

**线程数量=（机器本身可用内存-JVM分配的堆内存）/Xss的值**，比如我们的容器本身大小是8G,堆大小是4096M,走-Xss默认值，可以得出 最大线程数量：4096个。

根据计算公式，得出如下结论：

结论1：jvm堆越大，系统创建的线程数量越小。

结论2：当-Xss的值越小，可生成线程数量越多。

我们知道操作系统分配给每个进程的内存大小是有限制的，比如32位的Windows是2G。因此操作系统对一个进程下的线程数量是有限制的，不能无限的增多。经验值：3000-5000左右。

刚才说的是不考虑系统限制的情况，那如果考虑系统限制呢，主要跟以下几个参数有关系

/proc/sys/kernel/pid\_max 增大，线程数量增大，pid\_max有最高值，超过之后不再改变，而且32，64位也不一样

/proc/sys/kernel/thread-max 系统可以生成最大线程数量

max\_user\_process（ulimit -u）centos系统上才有，没有具体研究

/proc/sys/vm/max\_map\_count 增大，数量增多

线程是非常宝贵的资源，我们要严格控制线程的数量，象上面我们的截图情况，显然线程数量过多。这个是跟我们自己配置了fixed大小的线程池有关系。京东有自己的rpc框架jsf，里面可以针对每个服务端口设置线程大小。

## 3 Java 线程多影响内存吗 ##

主要的影响如下：

消耗时间：线程的创建和销毁都需要时间，当有大量的线程创建和销毁时，那么这些时间的消耗则比较明显，将导致性能上的缺失

非常耗CPU和内存：大量的线程创建、执行和销毁是非常耗cpu和内存的，这样将直接影响系统的[吞吐量][Link 1]，导致性能急剧下降，如果内存资源占用的比较多，还很可能造成OOM

容易导致GC频繁的执行：大量的线程的创建和销毁很容易导致GC频繁的执行，从而发生内存抖动现象，而发生了内存抖动，对于移动端来说，最大的影响就是造成界面卡顿

而针对上述所描述的问题，解决的办法归根到底就是：重用已有的线程，从而减少线程的创建。所以这就涉及到线程池(ExecutorService)的概念了，线程池的基本作用就是进行线程的复用，下面将具体介绍线程池的使用

使用线程池管理线程的优点

节省系统的开销：线程的创建和销毁由线程池维护，一个线程在完成任务后并不会立即销毁，而是由后续的任务复用这个线程，从而减少线程的创建和销毁，节约系统的开销

节省时间：线程池旨在线程的复用，这就可以节约我们用以往的方式创建线程和销毁所消耗的时间，减少线程频繁调度的开销，从而节约系统资源，提高系统吞吐量

提高性能：在执行大量异步任务时提高了性能

方便控制：Java内置的一套ExecutorService线程池相关的api，可以更方便的控制线程的最大并发数、线程的定时任务、单线程的顺序执行等

优先级线程池的优点

从上面我们可以得知，创建一个优先级线程池非常有用，它可以在线程池中线程数量不足或系统资源紧张时，优先处理我们想要先处理的任务，而优先级低的则放到后面再处理，这极大改善了系统默认线程池以FIFO方式处理任务的不灵活

## 4 java线程占多大的内存，占哪里的内存 ##

说到线程，我们往往想到的是线程安全、线程池，很少会去考虑线程的内存。  
那么一个线程占用多大的内存？占用哪里的内存呢？

### 4.1 占多大的内存 ###

jdk1.4默认的单个线程是占用256k的内存  
jdk1.5+默认的单个线程是占用1M的内存  
可以通过-Xss参数设定，一般默认就好

### 4.2 占哪里的内存 ###

这TM还用问？java线程当然是占用jvm的内存啊！(╯‵□′)╯︵┻━┻（手动滑稽）  
好，我们做个实验，用jMeter同时并发调用java里某个接口200次，让java里增加大约190个线程（tomcat会有驻留线程，我这是10个），看下堆内存的情况：  
![img][]  
从图中看到当线程猛增时，堆内存也猛增，然后堆内存会迅速下降，这是因为堆上new了大量的对象，所以猛增，然后线程执行完后，对象被GC了，所以下降。  
上面提到堆内存下降是因为线程执行完了，GC回收了new出来的对象。但从图中看出，堆内存下降后线程数并没有下降，这是为什么呢？  
用过线程池的都知道，线程执行完后并不会立即销毁掉，会有一个保活时间，保活时间过了后才会销毁  
jdk1.8，每个线程占用1M内存，如果是占用的堆内存，那堆内存应该会增加190M左右，但从图中看并没有，所以线程不是占用的堆内存空间。

**实际上，java里每新起一个线程，jvm会向操作系统请求新起一个本地线程，此时操作系统会用空闲的内存空间来分配这个线程。所以java里线程并不会占用  
jvm的内存空间，而是会占用操作系统空闲的内存空间，所以不会引起oom，占用的是堆外内存**

[d84447555bee457fa2687217be212b0c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/6964b7a2e2a9479cacd7577bc70a33b5.png
[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E5%90%9E%E5%90%90%E9%87%8F&spm=1001.2101.3001.7020
[img]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/f74a9736ab004dd3b83a288ec68e225e.png