StackOverFlowError 常见原因及解决方法

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。

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)

null

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:

JVM 版本 线程栈默认大小
Sparc 32-bit JVM 512 kb
Sparc 64-bit JVM 1024 kb
x86 Solaris/Linux 32-bit JVM 320 kb
x86 Solaris/Linux 64-bit JVM 1024 kb
Windows 32-bit JVM 320 kb
Windows 64-bit JVM 1024 kb

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。