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Java中Runtime.getRuntime().exec()錯誤:Cannot allocate memory!

日期:2017/3/1 10:00:35   编辑:Linux編程

用java的Runtime.getRuntime().exec(cmd)方式,執行aapt命令行解包apk文件時,遇到“Cannot allocate memory”的錯誤。

但是直接在linux上使用aapt命令可以正常使用。

網上查詢資料整理如下:

Cannot allocate memory

在Linux上調試一個比較復雜的Java程序,稱為JavaA吧,JavaA會頻繁的通過Process proc = Runtime.getRuntime().exec(cmd);調用一些外部程序。在系統負載和該程序占用內存都比較大的情況下,會出現調用失敗的情況,錯誤信息是:"Cannot allocate memory"。

overcommit_memory

通過top發現,JavaA大部分時間占用的內存實際並不多,但是占用的虛擬內存很大。馬上修改該程序啟動時的JVM參數,將最大內存調的小一些,果然就不出錯了。由於JavaA必須在內存中處理大量的數據,內存太小了就可能處理不了,因此這麼改是不可行的。

上網查的過程中,發現一些有趣的東西。Linux內核中可以設置內存的overcommit_memory屬性,意思是Linux內核認為有些程序很保守,總是申請較多的內存,但實際並不使用,因此在設置overcommit後,內核將不檢查剩余內存是否夠用,直接允許所有的內存分配。可能大部分情況下沒問題,但是仔細想想,還是有很大的問題,最嚴重的是改變了malloc的語義,調用者不能通過返回值來判斷內存是否分配成功了。另外一個問題是,萬一內存真的不夠了怎麼辦?Linux中有個特殊的進程,OOM(out-of-memory)進程終止者,其功能就是在內存真的不夠時,隨機或者根據某些原則殺掉一些進程。選擇進程的原則好像不能精確控制,那將是一件很恐怖的事情。。。

順道小小八卦一下,當時還有不少人研究如何選擇要殺掉的進程,提出了不少的改進方法,於是有人看不下去了,說了一個很有意思的故事,某航空公司為了節省油錢,每次飛行並不加滿油,飛行途中要是超員了就挑一些乘客扔下去,於是大家興高采烈的討論應該扔誰下去。。。

Runtime.getRuntime().exec(cmd)的執行流程分析

繼續上網查,大概意思是Java程序調用外部程序時可能需要分配跟父進程同等大小的內存。這就奇怪了,比如說,我隨便調用一下ls命令,也需要很多內存嗎?肯定是Java調用外部程序的接口裡處理比較特殊。嗯,剛好JDK也開源,看看源碼去。

分析SUN JDK 1.5 SRC,找到Runtime.getRuntime().exec(cmd)的執行流程:

java.lang.Runtime.exec(cmd);

--java.lang.ProcessBuilder.start();

----java.lang.ProcessImpl.start();

------Java_java_lang_UNIXProcess_forkAndExec() in j2se/src/solaris/native/java/lang

/UNIXProcess_md.c

--------1). fork(); 2). execvp();

man fork知道,fork產生的子進程需要復制父進程在內存中的所有數據內容(代碼段、數據段、堆棧段),由於全部復制開銷較大,因此Linux已經采用copy-on-write機制,即只是復制頁表,共享內容,在有改變的時候再去申請內存和復制數據。

因此我分析,問題的原因可能是這樣的,雖然Linux早已在fork()中采用copy-on-write機制,但是JVM調用fork()後,Java進程裡的其它線程往往會被調度回來繼續執行,修改了自己的內存,而這個時候execvp()還沒有執行,於是悲劇就發生了,內存都要重新復制一遍。

最後說說解決辦法,既然問題出在可能會申請分配跟父進程同等大小的內存,那麼我限制父進程使用的內存就可以了。前面說了我們正在開發的JavaA必須使用比較大的內存,可是JavaA不一定是父進程呀,我可以單獨運行一個Java程序,稱為JavaB吧,由它負責調用外部程序,JavaA調用我們封裝後的接口與之通信,等待外部程序結束,從而與Runtime.getRuntime().exec(cmd)的語義保持一致。這個單獨運行的JavaB只需要很小很小的內存,因此不太可能出現無法分配內存,進而無法執行外部程序的問題了。

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