jvm支持最大线程数测试的示例分析

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最近想测试下Openfire下的最大并发数，需要开大量线程来模拟客户端。对于一个JVM实例到底能开多少个线程一直心存疑惑，所以打算实际测试下，简单google了把，找到影响线程数量的因素有下面几个：

-Xms	intial java heap size
-Xmx	maximum java heap size
-Xss	the stack size for each thread
系统限制	系统最大可开线程数

测试程序如下： Java代码 :

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;  
  
public class TestThread extends Thread {  
  private static final AtomicInteger count = new AtomicInteger();  
  
  public static void main(String[] args) {  
    while (true)  
      (new TestThread()).start();  
  
  }  
  
  @Override  
  public void run() {  
    System.out.println(count.incrementAndGet());  
  
    while (true)  
      try {  
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);  
      } catch (InterruptedException e) {  
        break;  
      }  
  }  
}

测试环境：系统：Ubuntu 10.04 Linux Kernel 2.6 （32位）
内存：2G
JDK：1.7

测试结果：
Ø 不考虑系统限制

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

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

Ø 结合系统限制

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：

-Xms	-Xmx	-Xss	结果
256m	256m	64k	9761

这样的话，是不是意味着可以配置尽量多的线程？再做修改：echo 1000000 > /proc/sys/kernel/threads-max，修改后的测试结果如下：

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

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：

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

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。

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（CentOS6，3G内存）下测试，发现还有一个参数是会限制线程数量：maxuserprocess（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，maxuserprocess，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：Attempttoallocatestackguardpagesfailed，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，在[8]中的描述如下：

“Thisfilecontainsthemaximumnumberofmemorymapareasaprocessmayhave.Memorymapareasareusedasaside-effectofcallingmalloc,directlybymmapandmprotect,andalsowhenloadingsharedlibraries.

Whilemostapplicationsneedlessthanathousandmaps,certainprograms,particularlymallocdebuggers,mayconsumelotsofthem,e.g.,uptooneortwomapsperallocation.

Thedefaultvalueis65536.”

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。

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