java 线程数量上限-cpu内核线程 并发数量

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java 线程数量上限，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

在创建的线程数量达到31842个时，系统中无法创建任何线程。

由上面的测试结果可以看出增大堆内存（-Xms，-Xmx）会减少可创建的线程数量，增大线程栈内存（-Xss，32位系统中此参数值最小为60K）也会减少可创建的线程数量

线程数量31842的限制是是由系统可以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，修改后的测试结果如下：

发现线程数量在达到32279以后，不再增长。查了一下，32位Linux系统可创建的最大pid数是32678，这个数值可以通过/proc/sys/kernel/pid_max来做修改（修改方法同threads-max），但是在32系统下这个值只能改小，无法更大。在threads-max一定的情况下，修改pid_max对应的测试结果如下：

在Windows上的情况应该类似，不过相比Linux，Windows上可创建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中可以生成的最大数量由JVM的堆内存大小、Thread的Stack内存大小、系统最大可创建的线程数量（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。具体数量可以根据Java进程可以访问的最大内存（32位系统上一般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（可通过ulimit –a查看，默认值1024，通过ulimit –u可以修改此值），这个值在上面的32位Ubuntu测试环境下并无限制。

将threads-max，pid_max，max user process，这三个参数值都修改成100000，-Xms，-Xmx尽量小（128m，64m），-Xss尽量小（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），可是实际的测试结果是线程数量在达到32K（32768，创建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，然后出现OutOfMemoryError无法创建本地线程。查看内存后发现还有很多空闲，所以应该不是内存容量的原因。Google此警告无果，暂时不知什么原因，有待进一步研究。

序2：今天无意中发现文章[7]，马上试了下，果然这个因素会影响线程创建数量，按文中描述把/proc/sys/vm/max_map_count的数量翻倍，从65536变为131072，创建的线程总数量达到65000+，电脑基本要卡死（3G内存）… 简单查了下这个参数的作用java 线程数量上限，在[8]中的描述如下：

“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虚拟机本身：-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.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

原文链接：