解决OutOfMemoryError: unable to create new native thread问题

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背景

java.lang.OutOfMemoryError共有8种类型，其中java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread是很常见的一种，这类错误通常发生在应用试图创建新线程时。最近测试环境经常出现错误如下：

Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
at java.lang.Thread.start0(Native Method)
at java.lang.Thread.start(Thread.java:714)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.addWorker(ThreadPoolExecutor.java:950)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1368)
at com.alibaba.dubbo.remoting.transport.dispatcher.all.AllChannelHandler.caught(AllChannelHandler.java:65)

可能原因

  1. 系统内存耗尽，无法为新线程分配内存
  2. 创建线程数超过了操作系统的限制

解决方案

  1. 排查应用是否创建了过多的线程

    通过jstack确定应用创建了多少线程？超量创建的线程的堆栈信息是怎样的？谁创建了这些线程？一旦明确了这些问题，便很容易解决。步骤如下：

    该进程内最耗费CPU的线程pid top -Hp pid

    将pid装换成十六进制 printf “%x\n” 21742

    最后用jstack查找线程堆栈信息 jstack 21711 | grep 54ee

  1. 调整操作系统线程数阈值

    操作系统会限制进程允许创建的线程数，使用ulimit -u命令查看限制。某些服务器上此阈值设置的过小，比如1024。一旦应用创建超过1024个线程，就会遇到java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread问题。如果是这种情况，可以调大操作系统线程数阈值。

    用当前用户登录，然后用ulimit -a查看配置项，将max user processes项调整大一点，可以参考top -H 信息中的 Threads: 853 total线程数

  2. 增加机器内存

    如果上述两项未能排除问题，可能是正常增长的业务确实需要更多内存来创建更多线程。如果是这种情况，增加机器内存。

  3. 减小堆内存

    一个老司机也经常忽略的非常重要的知识点：线程不在堆内存上创建，线程在堆内存之外的内存上创建。所以如果分配了堆内存之后只剩下很少的可用内存，依然可能遇到java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread。考虑如下场景：系统总内存6G，堆内存分配了5G，永久代512M。在这种情况下，JVM占用了5.5G内存，系统进程、其他用户进程和线程将共用剩下的0.5G内存，很有可能没有足够的可用内存创建新的线程。如果是这种情况，考虑减小堆内存。

  4. 减少进程数

    这和减小堆内存原理相似。考虑如下场景：系统总内存32G，java进程数5个，每个进程的堆内存6G。在这种情况下，java进程总共占用30G内存，仅剩下2G内存用于系统进程、其他用户进程和线程，很有可能没有足够的可用内存创建新的线程。如果是这种情况，考虑减少每台机器上的进程数。

  5. 减小线程栈大小

    线程会占用内存，如果每个线程都占用更多内存，整体上将消耗更多的内存。每个线程默认占用内存大小取决于JVM实现。可以利用-Xss参数限制线程内存大小，降低总内存消耗。例如，JVM默认每个线程占用1M内存，应用有500个线程，那么将消耗500M内存空间。如果实际上256K内存足够线程正常运行，配置-Xss256k，那么500个线程将只需要消耗125M内存。（注意，如果-Xss设置的过低，将会产生java.lang.StackOverflowError错误）