異常堆棧丟失

今天登陸服務器進行例行的檢查，發現異常日志文件里有很多nullPointException，只有簡單的異常名稱，卻沒有堆棧信息。沒有異常堆棧，無法定位錯誤，也就不能修改了。到網上搜索信息，原來大家也遇到過這樣的問題。

正確的解決方法是增加一個VM Options：-XX:-OmitStackTraceInFastThrow。這個參數的好處如下：

“JVM對一些特定的異常類型做了Fast Throw優化，如果檢測到在代碼里某個位置連續多次拋出同一類型異常的話，C2會決定用Fast Throw方式來拋出異常，而異常Trace即詳細的異常棧信息會被清空。這種異常拋出速度非常快，因為不需要在堆里分配內存，也不需要構造完整的異常棧信息。”

這個參數，支持的異常類型如下：

NullPointerException
ArithmeticException
ArrayIndexOutOfBoundsException
ArrayStoreException
ClassCastException

翻閱了大量的關于此問題的文章，介紹信息大同小異。通過這個方案，開啟輸出空指針錯誤，很快就定位問題，并解決了。

解決問題后，進行了一番的測試和驗證，如下：

問題驗證

眾多網絡文章，都指出在異常出現5000次以上時，才會丟失堆棧信息。按照網絡文章的測試代碼，在6600多次的時候丟失堆棧信息，但是并不穩定。代碼如下：

public class JAVANPE extends Thread {
    private static int count = 0;
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("getSimpleName is:"+this.getClass().getSimpleName() + " execute count：" + (++count));
            String str = null;
            System.out.println(str.length());
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class TestFastThrow {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        JavaNPE javaNPE = new JavaNPE();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
            executorService.execute(javaNPE);
            //防止打出的日志太快
            Thread.sleep(2);
        }
    }
}

這是一個多線程的程序，寫單線程的測試程序，是否可行呢？于是就嘗試了第一版，代碼如下：

   public static void main(String args[]) {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            try {
                String value = null;
                value.substring(0, 100);
            } catch (Exception ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }

但是，很遺憾，這個程序的異常堆棧信息并不會丟失。程序修改如下：

   public void method2() {
        String value = null;
        value.substring(0, 100);
    }

    public static void main(String args[]) {
        ExceptionTest exceptionTest = new ExceptionTest(1);
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            try {
                exceptionTest.method2();
            } catch (Exception ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }

這個程序在第5530~5550次的時候，會丟失異常堆棧信息，是不穩定的。分析上述兩段單線程的測試代碼，第一段因為異常信息沒有到方法的外面，jvm不能追蹤到異常堆棧信息，所以并不會起作用。

性能優化明顯嗎？

首先，在網絡上的文章，都著重說C2編譯器的優化，并沒有說明C1編譯器。通過我的實驗，C1和C2編譯器的默認行為是一樣的，都是開啟OmitStackTraceInFastThrow的。C1和C2編譯器，是指Java及時編譯技術(JIT)，在啟動應用程序是，java -client是啟動C1編譯器；java -server是啟動C2編譯器。

這個參數真的有性能優化嗎？測試代碼沒有IO輸出，純測試代碼的執行速度，測試代碼如下：

    public void testPerformance() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("start");
        for (int i = 0; i < 1000 * 1000; i++) {
            try {
                this.method();
            } catch (Exception ex) {

            }
        }
        System.out.println("used " + (System.currentTimeMillis() - start));
    }

    public void method() {
        String value = null;
        value.substring(0, 100);
    }

測試結果如下：