java - 为什么这个方法打印 4？

Question

我想知道当您 try catch StackOverflowError 并想出以下方法时会发生什么:

class RandomNumberGenerator {

    static int cnt = 0;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            main(args);
        } catch (StackOverflowError ignore) {
            System.out.println(cnt++);
        }
    }
}

现在我的问题:

为什么这个方法打印'4'？

我想可能是因为 System.out.println() 在调用堆栈上需要 3 个段，但我不知道数字 3 是从哪里来的。当您查看 System.out.println() 的源代码(和字节码)时，它通常会导致比 3 多得多的方法调用(因此调用堆栈上的 3 个段是不够的)。如果是因为 Hotspot VM 应用了优化(方法内联)，我想知道在另一个 VM 上结果是否会有所不同。

编辑:

由于输出似乎与 JVM 高度相关，我使用
得到结果 4 Java(TM) SE 运行时环境 (build 1.6.0_41-b02)
Java HotSpot(TM) 64 位服务器 VM(内部版本 20.14-b01，混合模式)

解释为什么我认为这个问题与 Understanding the Java stack 不同:

我的问题不是关于为什么存在 cnt > 0 (显然是因为 System.out.println() 需要堆栈大小并在打印某些内容之前抛出另一个 StackOverflowError )，但为什么它在其他系统上具有特定的值 4，分别为 0、3、8、55 或其他值。

Answer 1

我认为其他人在解释为什么 cnt > 0 方面做得很好，但是没有足够的细节来说明为什么 cnt = 4，以及为什么 cnt 在不同的设置中变化如此之大。我将尝试在这里填补这个空白。

让

• X 是总堆栈大小
• M是我们第一次进入main时使用的栈空间
• R是每次进入main时增加的栈空间
• P 是运行 System.out.println
所需的堆栈空间

当我们第一次进入 main 时，剩下的空间是 X-M。每个递归调用占用 R 更多内存。所以对于 1 次递归调用(比原来多 1 次)，内存使用量为 M + R。假设 C 递归调用成功后抛出 StackOverflowError，即 M + C * R <= X 和 M + C * (R + 1) > X。在第一个StackOverflowError的时候，还剩下X - M - C * R 内存。

为了能够运行 System.out.prinln，我们需要在堆栈上留下 P 量的空间。如果碰巧 X - M - C * R >= P，那么将打印 0。如果 P 需要更多空间，那么我们从堆栈中删除帧，以 cnt++ 为代价获得 R 内存。

当 println 最终能够运行时，X - M - (C - cnt) * R >= P。因此，如果 P 对于特定系统来说很大，那么 cnt 也会很大。

让我们用一些例子来看看这个。

示例1:假设

• X = 100
• M = 1
• R = 2
• P = 1

那么 C = floor((X-M)/R) = 49，cnt = ceiling((P - (X - M - C*R))/R) = 0。

示例 2: 假设

• X = 100
• M = 1
• R = 5
• P = 12

那么 C = 19，cnt = 2。

示例 3: 假设

• X = 101
• M = 1
• R = 5
• P = 12

那么 C = 20，cnt = 3。

示例 4: 假设

• X = 101
• M = 2
• R = 5
• P = 12

那么 C = 19，cnt = 2。

因此，我们看到系统(M、R 和 P)和堆栈大小 (X) 都会影响 cnt。

附带说明，启动 catch 需要多少空间并不重要。只要catch没有足够的空间，那么cnt就不会增加，所以没有外部影响。

编辑

我收回我所说的关于 catch 的话。它确实发挥了作用。假设它需要 T 量的空间来启动。当剩余空间大于 T 时，cnt 开始递增，当剩余空间大于 T + P 时运行 println。这为计算增加了一个额外的步骤，进一步混淆了已经很困惑的分析.

编辑

我终于有时间进行一些实验来支持我的理论。不幸的是，该理论似乎与实验不符。实际发生的情况非常不同。

实验设置: 具有默认 java 和 default-jdk 的 Ubuntu 12.04 服务器。 Xss 从 70,000 开始，以 1 个字节递增到 460,000。

结果见:https://www.google.com/fusiontables/DataSource?docid=1xkJhd4s8biLghe6gZbcfUs3vT5MpS_OnscjWDbM 我创建了另一个版本，其中删除了每个重复的数据点。换言之，仅显示与先前不同的点。这使得更容易看到异常。 https://www.google.com/fusiontables/DataSource?docid=1XG_SRzrrNasepwZoNHqEAKuZlHiAm9vbEdwfsUA