JVM——jstack命令
概述
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，它可以非常方便的做java进程的thread dump。
一、jstack 介绍
jstack 功能
- 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 用法
[root@push ~]# jstack -help Usage: jstack [-l] <pid> (to connect to running process) jstack -F [-m] [-l] <pid> (to connect to a hung process) jstack [-m] [-l] <executable> <core> (to connect to a core file) jstack [-m] [-l] [server_id@]<remote server IP or hostname> (to connect to a remote debug server) Options: -F to force a thread dump. Use when jstack <pid> does not respond (process is hung) -m to print both java and native frames (mixed mode) -l long listing. Prints additional information about locks -h or -help to print this help message
- -F： 当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
- -m： 如果调用到本地方法的话，可以显示C/C++的堆栈
- -l： 除堆栈外，显示关于锁的附加信息，在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况
- -h： 打印帮助信息
示例一：no option
命令：jstack <pid>
描述：打印堆栈信息在控制台。
示例二：no option
命令：jstack <pid> > <pid>_core.dump
描述：打印堆栈信息并输出到文件。
示例三：-F
命令：jstack -F <pid>
描述：当进程挂起(hung)时，上面的命令可能没有响应，这时需要使用 "-F" 参数来强制执行thread dump。
示例四：-l
命令：jstack -l <pid>
描述：显示关于锁的附加信息，在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况。
二、线程状态等基础回顾
线程状态简介
jstack用于生成线程快照的，我们分析线程的情况，需要复习一下线程状态。
Java语言定义了6种线程池状态：
- New：创建后尚未启动的线程处于这种状态，不会出现在Dump中。
- RUNNABLE：包括Running和Ready。线程开启start（）方法，会进入该状态，在虚拟机内执行的。
- Waiting：无限的等待另一个线程的特定操作。
- Timed Waiting：有时限的等待另一个线程的特定操作。
- 阻塞（Blocked）：在程序等待进入同步区域的时候，线程将进入这种状态，在等待监视器锁。
- 结束（Terminated）：已终止线程的线程状态，线程已经结束执行。
- RUNNABLE，线程处于执行中
- BLOCKED，线程被阻塞
- WAITING，线程正在等待
Monitor 监视锁
因为Java程序一般都是多线程运行的，Java多线程跟监视锁环环相扣，所以我们分析线程状态时，也需要回顾一下Monitor监视锁知识。
- 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。
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
三、实战案例
实战1：jstack 分析死锁问题
- 什么是死锁？
- 如何用jstack排查死锁？
1、什么是死锁？
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。
2、如何用如何用jstack排查死锁问题？
先来看一段会产生死锁的Java程序，源码如下：
/** * 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(); } }
运行结果：
显然，线程jay和线程tianluo都是只执行到一半，就陷入了阻塞等待状态~
3、jstack排查Java死锁步骤
- 在终端中输入jps查看当前运行的java程序
- 使用 jstack -l pid 查看线程堆栈信息
- 分析堆栈信息
3.1、在终端中输入jps查看当前运行的java程序
23780 DeathLockTest
3.2、使用 jstack -l pid 查看线程堆栈信息
- mythread-tianluo 等待这个锁 “0x00000000d61ae3a0”，这个锁是由于mythread-jay线程持有。
- mythread-jay线程等待这个锁“0x00000000d61ae3d0”,这个锁是由mythread-tianluo 线程持有。
3.3、还原死锁真相
- mythread-tianluo的线程处于等待（waiting）状态，持有“0x00000000d61ae3d0”锁，等待“0x00000000d61ae3a0”的锁
“mythread-jay"线程堆栈信息分析如下：
- mythread-tianluo的线程处于等待（waiting）状态，持有“0x00000000d61ae3a0”锁，等待“0x00000000d61ae3d0”的锁
实践2：jstack 分析CPU过高问题
来个导致CPU过高的demo程序，一个死循环。
/** * 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; } } } } }
jstack 分析CPU过高步骤
- top
- top -Hp pid
- jstack pid
- jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
- 分析堆栈信息
1.top
在服务器上，我们可以通过top命令查看各个进程的cpu使用情况，它默认是按cpu使用率由高到低排序的。
由上图中，我们可以找出pid为21340的java进程，它占用了最高的cpu资源，凶手就是它。
2. top -Hp pid
通过top -Hp 21340可以查看该进程下，各个线程的cpu使用情况，如下：
可以发现pid为21350的线程，CPU资源占用最高~，嘻嘻，小本本把它记下来，接下来拿jstack给它拍片子~
3. pid转换成16进制值
我们把占用cpu资源较高的线程pid（本例子是21350），将该pid转成16进制的值。
[root@push ~]# printf '%x\n' 21350 5366
4. jstack pid
通过top命令定位到cpu占用率较高的线程之后，接着使用jstack pid命令来查看当前java进程的堆栈状态，jstack 21350后，内容如下：
jstack 21350
也可以用以下命令直接过滤：
jstack 21350 | grep 5366
5. jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
其实，前3个步骤，堆栈信息已经出来啦。但是一般在生成环境，我们可以把这些堆栈信息打到一个文件里，再回头仔细分析哦~
6. 分析堆栈信息
在thread dump中，每个线程都有一个nid，我们找到对应的nid（5366），发现一直在跑（24行）
这个时候，可以去检查代码是否有问题啦~ 当然，也建议隔段时间再执行一次stack命令，再一份获取thread dump，毕竟两次拍片结果（jstack）对比，更准确嘛~
引用：
