Threads::create_vm

本文深入解析JVM初始化过程中的核心代码段,详细介绍了如何通过宏定义实现异常处理机制,并解释了关键宏的作用及其在实际代码中的应用。

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代码位于\hotspot\src\share\vm\runtime\Thread.cpp  Line 2891~Line 3226
这个方法是JVM初始化的主要方法,300多行代码,代码虽然很多,但是思路很清晰,比较容易阅读。
 
JVM初始化无外乎:解析参数、分配内存、创建内部数据结构、创建主线程、加载系统class等步骤。
这些代码均是相当好地被放在各个函数中,代码写的相对直白。
 
下面讲讲初次看这个方法,比较难理解的一个地方
Thread.cpp Line 3138
  SystemDictionary::compute_java_system_loader(THREAD);
这里面突然出现一个THREAD,很是突兀。
 
JVM是C++写成的,自然也继承了C的光荣传统:宏。
 
THREAD是宏,和它相关的宏还有:EXCEPTION_MARK、TRAPS、CHECK_0等。
它们均定义在:\hotspot\src\share\vm\utilities\exceptions.hpp
正如文件名exceptions.hpp所暗示的,这些宏和Exception处理有关系。这里的异常是指JVM代码中的异常,不是指Java程序的异常。
 
exceptions.hpp Line 270
#define EXCEPTION_MARK Thread* THREAD; ExceptionMark __em(THREAD);
 
exceptions.hpp Line 155
#define THREAD __the_thread__
 
所以THREAD实际上是 Thread* __the_thread__,这个变量在用VS调试的时候能清楚地通过IDE看到。
为了能使用THREAD必须首先使用宏:EXCEPTION_MARK
回到Thread::create_vm,在Line 3024处首先使用了EXCEPTION_MARK宏。
 
JVM代码中处理异常并没有使用C++的异常机制,而是用C的方式模拟了异常处理。
先看CHECK_0的定义
Exceptions.hpp Line179
#define CHECK_(result)         THREAD); if (HAS_PENDING_EXCEPTION) return result; (0
#define CHECK_0                CHECK_(0)
 
其中的HAS_PENDING_EXCEPTION的定义是
#define HAS_PENDING_EXCEPTION  (((ThreadShadow*)THREAD)->has_pending_exception())
是查询当前Thread是否有没有处理的异常,有的话就返回true。
 
CHECK_0的含义就是如果有没有处理的异常,就返回0。
 
再看一个CHECK_0的使用
Thread::create_vm, Line 3050
      initialize_class(vmSymbolHandles::java_lang_String(), CHECK_0);
 
initialize_class的原型是
static void initialize_class(symbolHandle class_name, TRAPS) {
  // ....
}
它的第二个参数是TRAPS,定义为
Exceptions.hpp Line 156
#define TRAPS  Thread* THREAD
 
那么代码initialize_class(vmSymbolHandles::java_lang_String(), CHECK_0);经过宏展开之后是:
initialize_class(vmSymbolHandles::java_lang_String(), __the_thread__);
if (((ThreadShadow*)__the_thread__)->has_pending_expection())
 return 0;
(0);
 
注意:上面的 (0); 不是我误写,是实实在在的宏产生的代码。
也就说initialize_class(vmSymbolHandles::java_lang_String(), CHECK_0);经过宏替换变成了三句代码。
第一句自然是对initialize_class的正常调用,其最后一个参数为__the_thread__
第二句是检查异常是否都已经被处理完毕。
第三句就是一个占位符性质的语句,什么也没有作,只是为了让产生的语句能顺利被编译,抵消多余的一个右括号。
 
是不是仍然有点迷糊?OK,我们再来一遍。
因为:#define CHECK_(result)   THREAD); if (HAS_PENDING_EXCEPTION) return result; (0
所以:CHECK_(0) <==> THREAD); if (HAS_PENDING_EXCEPTION) return 0; (0
 
因为:#define CHECK_0          CHECK_(0)
所以:CHECK_0 <==> THREAD); if (HAS_PENDING_EXCEPTION) return 0; (0
 
那么  initialize_class(... , CHECK_0);
 <==> initialize_class(... , THREAD); if (HAS_PENDING_EXCEPTION) return 0; (0);
 

总结一下
1、一个函数的最后一个参数是TRAPS, 则说明该函数需要应用到如上的异常处理场景。
2、为了让一个行数应用到如上场景,它只能是最后一个参数是TRAPS。否则经过宏替换后,不能正常编译。
3、在调用该函数之前,需要先用宏EXCEPTION_MARK来声明变量。
<think>我们正在解决`pthread_createfailed:Operationnotpermitted`错误。根据引用和常见原因,该错误通常与系统资源限制、权限问题或容器环境配置有关。以下是综合解决方案:###1.**检查并提高系统线程限制(非容器环境)**-查看当前用户线程限制:```bashulimit-u```-若数值过小(如1024),临时提高限制:```bashulimit-u65535```-永久修改需编辑`/etc/security/limits.conf`:```bashecho"*softnproc65535"|sudotee-a/etc/security/limits.confecho"*hardnproc65535"|sudotee-a/etc/security/limits.conf```重启系统生效[^1][^4]。###2.**容器环境特殊处理(Docker/Podman)**-**授予特权模式**:启动容器时添加`--privileged`参数(有安全风险):```bashdockerrun--privileged-v$(pwd):/datayour_image```-**精确设置线程限制**(推荐):```bashdockerrun--ulimitnproc=65535:65535-v$(pwd):/datayour_image```-KubernetesPod配置:```yamlsecurityContext:ulimits:-name:nprocsoft:65535hard:65535```引用[^1][^3]表明容器权限不足是常见原因。###3.**调整应用程序线程数**-**FFmpeg**:通过`-threads`参数限制线程数:```bashffmpeg-threads4-iinput.aac-c:apcm_s16leoutput.wav```-**OpenBLAS**:设置环境变量控制线程:```bashexportOPENBLAS_NUM_THREADS=4```避免申请过多线程导致失败[^1][^3]。###4.**检查安全模块**-**临时禁用SELinux**(测试用):```bashsudosetenforce0```-**检查AppArmor**:```bashsudoaa-status```若存在限制,调整配置文件或切换为宽容模式[^3]。###5.**验证系统资源**-检查可用内存与线程上限:```bashfree-hcat/proc/sys/kernel/threads-max#系统总线程上限```-若资源耗尽:-清理缓存(紧急处理):```bashecho3>/proc/sys/vm/drop_caches```-增加交换空间:```bashsudofallocate-l4G/swapfilesudomkswap/swapfile&&sudoswapon/swapfile```引用[^5]提到磁盘空间不足也可能引发类似错误。###6.**环境隔离问题(虚拟机/容器)**-引用[^2]表明虚拟机环境可能存在内核问题:-升级内核至较新版本(如4.18+)-更换运行环境(如物理机或其他虚拟机)-确保虚拟机分配足够CPU核心(即使分配12核仍可能因虚拟化层限制失败)[^2]。---###完整解决方案示例**场景:在Docker中运行FFmpeg时出错**```bash#启动容器时设置线程限制并限制FFmpeg线程数dockerrun--ulimitnproc=65535:65535-v$(pwd):/datalinuxserver/ffmpeg\ffmpeg-threads4-i/data/input.aac-c:apcm_s16le/data/output.wav```>**技术原理**:`pthread_create`失败通常因进程突破线程数上限(`RLIMIT_NPROC`)或权限不足(如容器安全策略阻止创建线程)[^1][^3]。---###相关问题1.如何监控Linux系统的实时线程使用情况?2.Docker特权模式(`--privileged`)有哪些安全隐患?3.在多核CPU环境中,如何优化FFmpeg的线程分配策略?4.SELinux策略如何配置以允许应用程序创建线程?5.系统级线程限制(`nproc`)与进程内线程池大小有何区别?[^1]:引用容器权限不足的解决方案[^2]:引用虚拟机环境问题[^3]:引用容器特权模式的作用[^4]:引用线程资源暂时不可用的情况[^5]:引用磁盘空间不足导致的问题</think>### 解决 `pthread_create() failed: Operation not permitted` 错误的综合方案 该错误通常由**系统资源限制**或**权限不足**引起,以下是分步解决方案: --- #### 一、系统资源问题(非容器环境) 1. **提高用户进程数限制** 编辑 `/etc/security/limits.conf`: ```bash sudo nano /etc/security/limits.conf ``` 添加: ```conf * soft nproc 65535 * hard nproc 65535 ``` 重启系统生效[^1][^4]。 2. **检查内核线程上限** ```bash cat /proc/sys/kernel/threads-max # 查看系统总线程上限 sysctl kernel.pid_max # 查看单进程线程上限 ``` 临时提高限制: ```bash sudo sysctl -w kernel.threads-max=120000 ``` 3. **释放系统资源** - 清理缓存: ```bash sudo sync && echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches ``` - 增加交换空间: ```bash sudo fallocate -l 4G /swapfile sudo mkswap /swapfile && sudo swapon /swapfile ``` --- #### 二、容器环境解决方案(Docker/Podman) 1. **授予特权模式** ```bash docker run --privileged -v $(pwd):/data your_image [^3] ``` 2. **精确设置线程限制** ```bash docker run --ulimit nproc=65535:65535 your_image [^1] ``` 3. **Kubernetes 配置** 在 Pod spec 中添加: ```yaml securityContext: ulimits: - name: nproc soft: 65535 hard: 65535 ``` --- #### 三、应用程序级调整 1. **限制线程数量** - FFmpeg: ```bash ffmpeg -threads 4 -i input.aac ... # 限制为4线程 ``` - OpenBLAS: ```bash export OPENBLAS_NUM_THREADS=4 ``` 2. **安全模块处理** - 临时禁用 SELinux: ```bash sudo setenforce 0 ``` - 检查 AppArmor 策略: ```bash sudo aa-status ``` --- #### 四、环境问题修复 1. **虚拟机/内核问题** - 升级内核至 4.18+ 版本[^5] - 检查虚拟机 CPU 分配: ```bash grep -c ^processor /proc/cpuinfo ``` 2. **文件系统检查** ```bash df -h /tmp # 检查临时空间 df -i / # 检查inode使用 ``` --- ### 典型解决方案示例 ```bash # 容器环境完整命令 docker run --ulimit nproc=65535:65535 -e OPENBLAS_NUM_THREADS=4 \ -v $(pwd):/data your_app ``` > **技术原理**:该错误发生在进程尝试创建新线程时,系统因`RLIMIT_NPROC`(用户进程数限制)或安全策略(如SELinux)拒绝请求[^1][^3]。 --- ### 相关问题 1. 如何诊断 Linux 系统的线程资源瓶颈? 2. Docker 特权模式 (`--privileged`) 有哪些安全风险? 3. Kubernetes 中如何动态调整 Pod 的资源限制? 4. 哪些应用程序最容易触发 `pthread_create` 资源错误? 5. 如何监控系统的实时线程创建数量? [^1]: 容器线程限制解决方案 [^2]: 虚拟机环境问题分析 [^3]: 容器特权模式的作用 [^4]: 系统资源暂时不可用的情况 [^5]: 内核升级解决资源问题
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