jstack命令示例(CPU100%&死锁排查流程)

先说结论：

排查Java死锁

#在终端中输入jps查看当前运行的java程序
jps 
#使用 jstack -l pid 查看线程堆栈信息
jstack -l <pid>
#分析堆栈信息

分析CPU过高(100%)问题

# P(shift+p) cpu排序 找到cpu占用高的 pid
top
# -H 可以查看由某个进程启动的所有线程 P cpu排序找到最大线程 pid 这里为 tid
top -Hp <pid>
# 将 tid 转 16进制  因为 jstack 输出的进程栈信息中，线程ID是以十六进制展示
printf "%x\n" <tid>
# jstack pid | grep '<16进制 tid>'
# -A 100 输出 100 行
jstack <pid> | grep '<16进制 tid>' -A 100 > ./cpu-100.txt

关联知识

jstack

jstack是JVM自带的Java堆栈跟踪工具，它用于打印出给定的java进程ID、core file、远程调试服务的Java堆栈信息.

jstack命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照。

线程快照是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等问题。

线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做什么事情，或者等待什么资源。

如果java程序崩溃生成core文件，jstack工具可以用来获得core文件的java stack和native stack的信息，从而可以轻松地知道java程序是如何崩溃和在程序何处发生问题。

另外，jstack工具还可以附属到正在运行的java程序中，看到当时运行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果现在运行的java程序呈现hung的状态，jstack是非常有用的。

jstack使用格式：

Usage:
jstack [-l][-e] <pid>
(to connect to running process)
Options:
-l  long listing. Prints additional information about locks
-e  extended listing. Prints additional information about threads
-? -h --help -help to print this help message

线程状态

Java语言定义了6种线程池状态：

初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”。
线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（running）。
阻塞(BLOCKED)：表示线程阻塞于锁。
等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
超时等待(TIMED_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。

Monitor 监视锁

Monitor的工作原理图如下：

线程想要获取monitor,首先会进入Entry Set队列，它是Waiting Thread，线程状态是Waiting for monitor entry。

当某个线程成功获取对象的monitor后,进入Owner区域，它就是Active Thread。

如果线程调用了wait()方法，则会进入Wait Set队列，它会释放monitor锁，它也是Waiting Thread，线程状态in Object.wait()

如果其他线程调用 notify() / notifyAll() ，会唤醒Wait Set中的某个线程，该线程再次尝试获取monitor锁，成功即进入Owner区域。

死锁

死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法进行下去。

进程与线程

Dump 文件分析关注重点：

runnable，线程处于执行中
deadlock，死锁（重点关注）
blocked，线程被阻塞（重点关注）
Parked，停止
locked，对象加锁
waiting，线程正在等待
waiting to lock 等待上锁
Object.wait()，对象等待中
waiting for monitor entry 等待获取监视器（重点关注）
Waiting on condition，等待资源（重点关注），最常见的情况是线程在等待网络的读写

死锁排查实战

死锁代码

 /**
 * Java 死锁demo
 */
public class DeathLockTest {
    private static Lock lock1 = new ReentrantLock();
    private static Lock lock2 = new ReentrantLock();

    public static void deathLock() {
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    lock1.lock();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get the lock1");
                    Thread.sleep(1000);
                    lock2.lock();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get the lock2");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        Thread t2 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    lock2.lock();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get the lock2");
                    Thread.sleep(1000);
                    lock1.lock();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get the lock1");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        //设置线程名字，方便分析堆栈信息
        t1.setName("mythread-jay");
        t2.setName("mythread-tianluo");
        t1.start();
        t2.start();
    }
    public static void main(String[] args) {
        deathLock();
    }
}

执行DeathLockTest：

发现程序进入阻塞状态，无法结束

在命令行输入 jps 命令查询：

找到我们需要打印堆栈的PID，如图找到 22639

jstack -l 22639 分析堆栈信息

jstack 分析CPU过高问题

死循环代码

 /**
 * 有个导致CPU过高程序的demo，死循环
 */
public class JstackCase {

     private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

    public static void main(String[] args) {

        Task task1 = new Task();
        Task task2 = new Task();
        executorService.execute(task1);
        executorService.execute(task2);
    }

    public static Object lock = new Object();

    static class Task implements Runnable{

        public void run() {
            synchronized (lock){
                long sum = 0L;
                while (true){
                    sum += 1;
                }
            }
        }
    }
}