如何增加Java堆栈大小？

Z时代
2024-01-10
分类：问答

我问了这个问题，以了解如何增加JVM中的运行时调用堆栈大小。我有一个答案，而且我还有很多有用的答案和注释，这些注释和注释与Java如何处理需要大型运行时堆栈的情况有关。我在回答摘要中扩展了我的问题。

最初，我想增加JVM堆栈的大小，以便程序运行时无需安装StackOverflowError。

public class TT {
  public static long fact(int n) {
    return n < 2 ? 1 : n * fact(n - 1);
  }
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(fact(1 << 15));
  }
}

相应的配置设置是java -Xss...具有足够大值的命令行标志。对于TT上面的程序，它可以与OpenJDK的JVM一起工作：

$ javac TT.java $ java -Xss4m TT

答案之一也指出这些-X…标志与实现有关。我在用

java version "1.6.0_18"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea6 1.8.1) (6b18-1.8.1-0ubuntu1~8.04.3)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 16.0-b13, mixed mode)

也可以只为一个线程指定一个大堆栈（请参阅答案之一）。推荐java -Xss...这样做，以避免浪费不必要的内存。

我很好奇程序上面到底需要多少堆栈，所以我n增加了它：

-Xss4m足以满足 fact(1 << 15)

-Xss5m足以满足 fact(1 << 17)

-Xss7m足以满足 fact(1 << 18)

-Xss9m足以满足 fact(1 << 19)

-Xss18m足以满足 fact(1 << 20)

-Xss35m足以满足 fact(1 << 21)

-Xss68m足以满足 fact(1 << 22)

-Xss129m足以满足 fact(1 << 23)

-Xss258m足以满足 fact(1 << 24)

-Xss515m足以满足 fact(1 << 25)

从上面的数字看来，Java为上述功能使用的每个堆栈帧大约有16个字节，这是合理的。

上面包含的枚举可能足够，而不是足够，因为堆栈要求不是确定性的：使用相同的源文件多次运行该堆栈，并且-Xss...有时成功一次，有时会产生a StackOverflowError。例如，对于1 << 20，-Xss18m在10中有7个就用完了，-Xss19m也不总是足够，但是-Xss20m就足够了（总共100个中有100个用完了）。垃圾回收，JIT介入或其他原因是否会导致这种不确定性行为？

在StackOverflowError（可能还有其他例外情况）处显示的堆栈跟踪仅显示运行时堆栈的最新1024个元素。下面的答案演示了如何计算达到的确切深度（可能比1024大很多）。

许多回答的人指出，考虑同一算法的替代方法，减少堆栈消耗的实现是一种良好且安全的编码做法。通常，可以将一组递归函数转换为迭代函数（使用例如Stack对象，该对象填充在堆中而不是运行时堆栈中）。对于此特定fact功能，将其转换非常容易。我的迭代版本如下所示：

public class TTIterative {
  public static long fact(int n) {
    if (n < 2) return 1;
    if (n > 65) return 0;  // Enough powers of 2 in the product to make it (long)0.
    long f = 2;
    for (int i = 3; i <= n; ++i) {
      f *= i;
    }
    return f;
  }
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(fact(1 << 15));
  }
}

仅供参考，如上面的迭代解决方案所示，该fact函数无法计算65以上（实际上，甚至20以上）的数字的确切阶乘，因为Java内置类型long会溢出。进行重构，fact以使其返回a BigInteger而不是long大型输入也能产生准确的结果。