Java中的StackOverflowError錯(cuò)誤問(wèn)題及解決方法

更新時(shí)間：2022年07月11日 10:38:35 作者：sofia

這篇文章主要介紹了Java中的StackOverflowError錯(cuò)誤,在本文中，我們仔細(xì)研究了StackOverflower錯(cuò)誤，包括Java代碼如何導(dǎo)致它，以及我們?nèi)绾卧\斷和修復(fù)它，需要的朋友可以參考下

StackOverflowError簡(jiǎn)介

StackOverflowError可能會(huì)讓Java開(kāi)發(fā)人員感到惱火，因?yàn)樗俏覀兛赡苡龅降淖畛Ｒ?jiàn)的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤之一。在本文中，我們將通過(guò)查看各種代碼示例以及如何處理它來(lái)了解此錯(cuò)誤是如何發(fā)生的。 Stack Frames和StackOverflowerError的發(fā)生方式讓我們從基礎(chǔ)開(kāi)始。調(diào)用方法時(shí)，將在調(diào)用堆棧上創(chuàng)建新的堆棧幀（stack frame）。該堆?？蚣馨徽{(diào)用方法的參數(shù)、其局部變。

StackOverflowError 可能會(huì)讓Java開(kāi)發(fā)人員感到惱火，因?yàn)樗俏覀兛赡苡龅降淖畛Ｒ?jiàn)的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤之一。

在本文中，我們將通過(guò)查看各種代碼示例以及如何處理它來(lái)了解此錯(cuò)誤是如何發(fā)生的。

Stack Frames和StackOverflowerError的發(fā)生方式

讓我們從基礎(chǔ)開(kāi)始。調(diào)用方法時(shí)，將在調(diào)用堆棧上創(chuàng)建新的堆棧幀（stack frame）。該堆?？蚣馨徽{(diào)用方法的參數(shù)、其局部變量和方法的返回地址，即在被調(diào)用方法返回后應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行方法的點(diǎn)。

堆棧幀的創(chuàng)建將繼續(xù)，直到到達(dá)嵌套方法中的方法調(diào)用結(jié)束。

在此過(guò)程中，如果JVM遇到?jīng)]有空間創(chuàng)建新堆棧幀的情況，它將拋出 StackOverflower 錯(cuò)誤。

JVM遇到這種情況的最常見(jiàn)原因是未終止/無(wú)限遞歸——StackOverflowerr的Javadoc描述提到，錯(cuò)誤是由于特定代碼段中的遞歸太深而引發(fā)的。

然而，遞歸并不是導(dǎo)致此錯(cuò)誤的唯一原因。在應(yīng)用程序不斷從方法內(nèi)調(diào)用方法直到堆棧耗盡的情況下，也可能發(fā)生這種情況。這是一種罕見(jiàn)的情況，因?yàn)闆](méi)有開(kāi)發(fā)人員會(huì)故意遵循糟糕的編碼實(shí)踐。另一個(gè)罕見(jiàn)的原因是方法中有大量局部變量。

當(dāng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)為類之間具有循環(huán)關(guān)系時(shí)，也可以拋出StackOverflowError。在這種情況下，會(huì)重復(fù)調(diào)用彼此的構(gòu)造函數(shù)，從而引發(fā)此錯(cuò)誤。這也可以被視為遞歸的一種形式。

另一個(gè)引起此錯(cuò)誤的有趣場(chǎng)景是，如果一個(gè)類在同一個(gè)類中作為該類的實(shí)例變量實(shí)例化。這將導(dǎo)致一次又一次（遞歸）調(diào)用同一類的構(gòu)造函數(shù)，最終導(dǎo)致堆棧溢出錯(cuò)誤。

StackOverflowerError正在運(yùn)行

在下面所示的示例中，由于意外遞歸，開(kāi)發(fā)人員忘記為遞歸行為指定終止條件，將拋出StackOverflowError錯(cuò)誤：

public class UnintendedInfiniteRecursion {
    public int calculateFactorial(int number) {
        return number * calculateFactorial(number - 1);
    }
}

在這里，對(duì)于傳遞到方法中的任何值，在任何情況下都會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤：

public class UnintendedInfiniteRecursionManualTest {
    @Test(expected = <a  rel="external nofollow"  rel="external nofollow"      title="查看更多關(guān)于 StackOverflowError 的文章" target="_blank">StackOverflowError</a>.class)
    public void givenPositiveIntNoOne_whenCalFact_thenThrowsException() {
        int numToCalcFactorial= 1;
        UnintendedInfiniteRecursion uir 
          = new UnintendedInfiniteRecursion();
        
        uir.calculateFactorial(numToCalcFactorial);
    }
    
    @Test(expected = StackOverflowError.class)
    public void givenPositiveIntGtOne_whenCalcFact_thenThrowsException() {
        int numToCalcFactorial= 2;
        UnintendedInfiniteRecursion uir 
          = new UnintendedInfiniteRecursion();
        
        uir.calculateFactorial(numToCalcFactorial);
    }
    
    @Test(expected = StackOverflowError.class)
    public void givenNegativeInt_whenCalcFact_thenThrowsException() {
        int numToCalcFactorial= -1;
        UnintendedInfiniteRecursion uir 
          = new UnintendedInfiniteRecursion();
        
        uir.calculateFactorial(numToCalcFactorial);
    }
}

但是，在下一個(gè)示例中，指定了終止條件，但如果將值 -1 傳遞給 calculateFactorial（） 方法，則永遠(yuǎn)不會(huì)滿足終止條件，這會(huì)導(dǎo)致未終止/無(wú)限遞歸：

public class InfiniteRecursionWithTerminationCondition {
    public int calculateFactorial(int number) {
       return number == 1 ? 1 : number * calculateFactorial(number - 1);
    }
}

這組測(cè)試演示了此場(chǎng)景：

public class InfiniteRecursionWithTerminationConditionManualTest {
    @Test
    public void givenPositiveIntNoOne_whenCalcFact_thenCorrectlyCalc() {
        int numToCalcFactorial = 1;
        InfiniteRecursionWithTerminationCondition irtc 
          = new InfiniteRecursionWithTerminationCondition();

        assertEquals(1, irtc.calculateFactorial(numToCalcFactorial));
    }

    @Test
    public void givenPositiveIntGtOne_whenCalcFact_thenCorrectlyCalc() {
        int numToCalcFactorial = 5;
        InfiniteRecursionWithTerminationCondition irtc 
          = new InfiniteRecursionWithTerminationCondition();

        assertEquals(120, irtc.calculateFactorial(numToCalcFactorial));
    }

    @Test(expected = StackOverflowError.class)
    public void givenNegativeInt_whenCalcFact_thenThrowsException() {
        int numToCalcFactorial = -1;
        InfiniteRecursionWithTerminationCondition irtc 
          = new InfiniteRecursionWithTerminationCondition();

        irtc.calculateFactorial(numToCalcFactorial);
    }
}

在這種特殊情況下，如果將終止條件簡(jiǎn)單地表示為：

public class RecursionWithCorrectTerminationCondition {
    public int calculateFactorial(int number) {
        return number <= 1 ? 1 : number * calculateFactorial(number - 1);
    }
}

下面的測(cè)試在實(shí)踐中顯示了這種情況：

public class RecursionWithCorrectTerminationConditionManualTest {
    @Test
    public void givenNegativeInt_whenCalcFact_thenCorrectlyCalc() {
        int numToCalcFactorial = -1;
        RecursionWithCorrectTerminationCondition rctc 
          = new RecursionWithCorrectTerminationCondition();

        assertEquals(1, rctc.calculateFactorial(numToCalcFactorial));
    }
}

現(xiàn)在讓我們來(lái)看一個(gè)場(chǎng)景，其中StackOverflowError錯(cuò)誤是由于類之間的循環(huán)關(guān)系而發(fā)生的。讓我們考慮 ClassOne 和 ClassTwo ，它們?cè)谄錁?gòu)造函數(shù)中相互實(shí)例化，從而產(chǎn)生循環(huán)關(guān)系：

public class ClassOne {
    private int oneValue;
    private ClassTwo clsTwoInstance = null;
    
    public ClassOne() {
        oneValue = 0;
        clsTwoInstance = new ClassTwo();
    }
    
    public ClassOne(int oneValue, ClassTwo clsTwoInstance) {
        this.oneValue = oneValue;
        this.clsTwoInstance = clsTwoInstance;
    }
}

public class ClassTwo {
    private int twoValue;
    private ClassOne clsOneInstance = null;
    
    public ClassTwo() {
        twoValue = 10;
        clsOneInstance = new ClassOne();
    }
    
    public ClassTwo(int twoValue, ClassOne clsOneInstance) {
        this.twoValue = twoValue;
        this.clsOneInstance = clsOneInstance;
    }
}

現(xiàn)在讓我們假設(shè)我們嘗試實(shí)例化ClassOne，如本測(cè)試中所示：

public class CyclicDependancyManualTest {
    @Test(expected = StackOverflowError.class)
    public void whenInstanciatingClassOne_thenThrowsException() {
        ClassOne obj = new ClassOne();
    }
}

這最終導(dǎo)致了StackOverflowError錯(cuò)誤，因?yàn)?nbsp;ClassOne 的構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化了 ClassTwo ，而 ClassTwo 的構(gòu)造函數(shù)再次實(shí)例化了 ClassOne 。這種情況反復(fù)發(fā)生，直到它溢出堆棧。

接下來(lái)，我們將看看當(dāng)一個(gè)類作為該類的實(shí)例變量在同一個(gè)類中實(shí)例化時(shí)會(huì)發(fā)生什么。

如下一個(gè)示例所示， AccountHolder 將自身實(shí)例化為實(shí)例變量 JointaCountHolder ：

public class AccountHolder {
    private String firstName;
    private String lastName;
    
    AccountHolder jointAccountHolder = new AccountHolder();
}

當(dāng) AccountHolder 類實(shí)例化時(shí)，由于構(gòu)造函數(shù)的遞歸調(diào)用，會(huì)引發(fā)StackOverflowError錯(cuò)誤，如本測(cè)試中所示：

public class AccountHolderManualTest {
    @Test(expected = StackOverflowError.class)
    public void whenInstanciatingAccountHolder_thenThrowsException() {
        AccountHolder holder = new AccountHolder();
    }
}

解決StackOverflowError

當(dāng)遇到StackOverflowError堆棧溢出錯(cuò)誤時(shí)，最好的做法是仔細(xì)檢查堆棧跟蹤，以識(shí)別行號(hào)的重復(fù)模式。這將使我們能夠定位具有問(wèn)題遞歸的代碼。

讓我們研究一下由我們前面看到的代碼示例引起的幾個(gè)堆棧跟蹤。

如果忽略預(yù)期的異常聲明，則此堆棧跟蹤由 InfiniteCursionWithTerminationConditionManualTest 生成：

java.lang.StackOverflowError
 at c.b.s.InfiniteRecursionWithTerminationCondition
  .calculateFactorial(InfiniteRecursionWithTerminationCondition.java:5)
 at c.b.s.InfiniteRecursionWithTerminationCondition
  .calculateFactorial(InfiniteRecursionWithTerminationCondition.java:5)
 at c.b.s.InfiniteRecursionWithTerminationCondition
  .calculateFactorial(InfiniteRecursionWithTerminationCondition.java:5)
 at c.b.s.InfiniteRecursionWithTerminationCondition
  .calculateFactorial(InfiniteRecursionWithTerminationCondition.java:5)

在這里，可以看到第5行重復(fù)。這就是進(jìn)行遞歸調(diào)用的地方?，F(xiàn)在只需要檢查代碼，看看遞歸是否以正確的方式完成。

下面是我們通過(guò)執(zhí)行 CyclicDependancyManualTest （同樣，沒(méi)有預(yù)期的異常）獲得的堆棧跟蹤：

java.lang.StackOverflowError
  at c.b.s.ClassTwo.<init>(ClassTwo.java:9)
  at c.b.s.ClassOne.<init>(ClassOne.java:9)
  at c.b.s.ClassTwo.<init>(ClassTwo.java:9)
  at c.b.s.ClassOne.<init>(ClassOne.java:9)

該堆棧跟蹤顯示了在循環(huán)關(guān)系中的兩個(gè)類中導(dǎo)致問(wèn)題的行號(hào)。ClassTwo的第9行和ClassOne的第9行指向構(gòu)造函數(shù)中試圖實(shí)例化另一個(gè)類的位置。

徹底檢查代碼后，如果以下任何一項(xiàng)（或任何其他代碼邏輯錯(cuò)誤）都不是錯(cuò)誤的原因：

錯(cuò)誤實(shí)現(xiàn)的遞歸（即沒(méi)有終止條件）
類之間的循環(huán)依賴關(guān)系
在同一個(gè)類中實(shí)例化一個(gè)類作為該類的實(shí)例變量

嘗試增加堆棧大小是個(gè)好主意。根據(jù)安裝的JVM，默認(rèn)堆棧大小可能會(huì)有所不同。

-Xss 標(biāo)志可以用于從項(xiàng)目的配置或命令行增加堆棧的大小。

結(jié)論

在本文中，我們仔細(xì)研究了StackOverflower錯(cuò)誤，包括Java代碼如何導(dǎo)致它，以及我們?nèi)绾卧\斷和修復(fù)它。

與本文相關(guān)的源代碼可以在GitHub上找到： https://github.com/eugenp/tutorials/tree/master/core-java-modules/core-java-exceptions

到此這篇關(guān)于Java中的StackOverflowError錯(cuò)誤的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java StackOverflowError錯(cuò)誤內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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