JVM中可生成的最大Thread數量

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更新：

網上查到的最大可建立線程數公式是：
(MaxProcessMemory – JVMMemory – ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads
MaxProcessMemory：進程最大尋址空間。
JVMMMEMORY：jvm的內存空間（堆+永久區）-Xmx大小 (應該是實際分配大小)
ReservedOsMemory：操做系統預留內存
ThreadStackSize：-Xss大小。

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最近想測試下Openfire下的最大併發數，須要開大量線程來模擬客戶端。對於一個JVM實例到底能開多少個線程一直心存疑惑，因此打算實際測試下，簡單google了把，找到影響線程數量的因素有下面幾個：

 

-Xms	intial java heap size
-Xmx	maximum java heap size
-Xss	the stack size for each thread
系統限制	系統最大可開線程數

測試程序以下：

Java代碼  

1. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;  
2.   
3. public class TestThread extends Thread {  
4.     private static final AtomicInteger count = new AtomicInteger();  
5.   
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         while (true)  
8.             (new TestThread()).start();  
9.   
10.     }  
11.   
12.     @Override  
13.     public void run() {  
14.         System.out.println(count.incrementAndGet());  
15.   
16.         while (true)  
17.             try {  
18.                 Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);  
19.             } catch (InterruptedException e) {  
20.                 break;  
21.             }  
22.     }  
23. }  

測試環境：

系統：Ubuntu 10.04 Linux Kernel 2.6 （32位）

內存：2G

JDK：1.7

 

測試結果：

Ø  不考慮系統限制

-Xms	-Xmx	-Xss	結果
1024m	1024m	1024k	1737
1024m	1024m	64k	26077
512m	512m	64k	31842
256m	256m	64k	31842

在建立的線程數量達到31842個時，系統中沒法建立任何線程。

 

由上面的測試結果能夠看出增大堆內存（-Xms，-Xmx）會減小可建立的線程數量，增大線程棧內存（-Xss，32位系統中此參數值最小爲60K）也會減小可建立的線程數量。

 

Ø  結合系統限制

線程數量31842的限制是是由系統能夠生成的最大線程數量決定的：/proc/sys/kernel/threads-max，可其默認值是32080。修改其值爲10000：echo 10000 > /proc/sys/kernel/threads-max，修改後的測試結果以下：

-Xms	-Xmx	-Xss	結果
256m	256m	64k	9761

這樣的話，是否是意味着能夠配置儘可能多的線程？再作修改：echo 1000000 > /proc/sys/kernel/threads-max，修改後的測試結果以下：

-Xms	-Xmx	-Xss	結果
256m	256m	64k	32279
128m	128m	64k	32279

發現線程數量在達到32279之後，再也不增加。查了一下，32位Linux系統可建立的最大pid數是32678，這個數值能夠經過/proc/sys/kernel/pid_max來作修改（修改方法同threads-max），可是在32系統下這個值只能改小，沒法更大。在threads-max必定的狀況下，修改pid_max對應的測試結果以下：

pid_max	-Xms	-Xmx	-Xss	結果
1000	128m	128m	64k	582
10000	128m	128m	64k	9507

 

在Windows上的狀況應該相似，不過相比Linux，Windows上可建立的線程數量可能更少。基於線程模型的服務器總要受限於這個線程數量的限制。

 

總結：

         JVM中能夠生成的最大數量由JVM的堆內存大小、Thread的Stack內存大小、系統最大可建立的線程數量（Java線程的實現是基於底層系統的線程機制來實現的，Windows下_beginthreadex，Linux下pthread_create）三個方面影響。具體數量能夠根據Java進程能夠訪問的最大內存（32位系統上通常2G）、堆內存、Thread的Stack內存來估算。

 

序：

         在64位Linux系統（CentOS 6， 3G內存）下測試，發現還有一個參數是會限制線程數量：max user process（可經過ulimit –a查看，默認值1024，經過ulimit –u能夠修改此值），這個值在上面的32位Ubuntu測試環境下並沒有限制。

         將threads-max，pid_max，max user process，這三個參數值都修改爲100000，-Xms，-Xmx儘可能小（128m，64m），-Xss儘可能小（64位下最小104k，可取值128k）。事先預測在這樣的測試環境下，線程數量就只會受限於測試環境的內存大小（3G），但是實際的測試結果是線程數量在達到32K（32768，建立的數量最多的時候大概是33000左右）左右時JVM是拋出警告：Attempt to allocate stack guard pages failed，而後出現OutOfMemoryError沒法建立本地線程。查看內存後發現還有不少空閒，因此應該不是內存容量的緣由。Google此警告無果，暫時不知什麼緣由，有待進一步研究。

 

序2：

         今天無心中發現文章[7]，立刻試了下，果真這個因素會影響線程建立數量，按文中描述把/proc/sys/vm/max_map_count的數量翻倍，從65536變爲131072，建立的線程總數量達到65000+，電腦基本要卡死（3G內存）… 簡單查了下這個參數的做用，在[8]中的描述以下：

「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，這個問題總算完滿解決，最後總結下影響Java線程數量的因素：

Java虛擬機自己：-Xms，-Xmx，-Xss；

系統限制：

/proc/sys/kernel/pid_max，

/proc/sys/kernel/thread-max，

max_user_process（ulimit -u），

/proc/sys/vm/max_map_count。

 

 

參考資料：

1.       http://blog.krecan.net/2010/04/07/how-many-threads-a-jvm-can-handle/

2.       http://www.cyberciti.biz/tips/maximum-number-of-processes-linux-26-kernel-can-handle.html

3.       http://geekomatic.ch/2010/11/24/1290630420000.html

4.       http://stackoverflow.com/questions/763579/how-many-threads-can-a-java-vm-support

5.       http://www.iteye.com/topic/1035818

6.       http://hi.baidu.com/hexiong/blog/item/16dc9e518fb10c2542a75b3c.html

7.       https://listman.redhat.com/archives/phil-list/2003-August/msg00025.html

8.     http://www.linuxinsight.com/proc_sys_vm_max_map_count.html