Java堆内存不足致线程执行异常：文件仅创建未写入原因探究

测试场景描述 #

1. JVM参数为-Xms10m -Xmx10m时
   程序正常运行，成功创建1000个带有内容的文件，代码如下：

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;

public class Test {
    public static final int COUNT = 1_000;

    public static void main(String[] args) {
        testByThread();
    }

    public static void testByThread() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
            int finalI = i;
            new Thread(() -> {
                int num = write1("threadTest", finalI);
                System.out.println(num);
            }).start();
        }
        System.out.println("total: " + (System.currentTimeMillis() - start));
    }

    public static int write1(String name, int i) {
        try {
            String content = "This is the content to write into create file";
            String path = "D:" + name + i + ".txt";
            File file = new File(path);

            FileWriter fw = new FileWriter(file.getAbsoluteFile());
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

            bw.write(content);
            bw.close();
        }
        catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return i + 1;
    }
}

2. JVM参数调整为-Xms2m -Xmx2m时
   控制台抛出大量如下异常：

Exception in thread "Thread-253" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Exception in thread "Thread-254" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
...

此时虽成功创建1000个文件，但其中275个文件大小为0KB，无内容写入。

问题解析 #

为何部分线程仅创建文件未写入内容？

核心原因是堆内存耗尽导致线程在写入逻辑执行阶段抛出OutOfMemoryError，写入流程被直接中断。

write1方法的完整执行异常拆解

逐个阶段看线程执行write1时的情况：

• 文件创建阶段：new File(path)和new FileWriter(file.getAbsoluteFile())会触发文件创建，这部分操作依赖本地文件系统，几乎不占用堆内存，所以即使堆内存不足，这一步也能完成，空文件因此被创建。
• 写入准备/执行阶段触发OOM：
  1. 创建BufferedWriter时，它默认会在堆内存中分配8KB左右的缓冲区。如果此时堆内存已经耗尽，这一步会直接抛出OutOfMemoryError，后续的bw.write(content)和bw.close()完全没机会执行。
  2. 就算缓冲区创建成功，执行bw.write(content)时，字符串的处理、缓冲区扩容（如果需要）也会占用堆内存，同样可能触发OOM，导致写入中断。
• 异常无法被捕获：方法中的catch (Exception e)只能捕获Exception及其子类，而OutOfMemoryError属于Error类，根本不会被这个catch块捕获。线程抛出OOM后直接终止，写入流程彻底中断，文件自然为空。

额外说明

• 部分线程能正常写入，是因为它们启动较早，在堆内存耗尽前就完成了缓冲区分配、内容写入、资源关闭的全流程。
• 最终能创建1000个文件，是因为文件创建操作不依赖堆内存，即便线程后续因OOM挂掉，文件已经被成功创建。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Criwran