如何使用jstack分析線程狀態

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背景

記得前段時間，同事說他們測試環境的服務器cpu使用率一直處於100%，本地又沒有什麼接口調用，爲何會這樣？cpu使用率居高不下，天然是有某些線程一直佔用着cpu資源，那又如何查看佔用cpu較高的線程？

 

固然一個正常的程序員不會寫出上述代碼，這裏只是爲了讓一個線程佔用較高的cpu資源（while循環執行邏輯會一直佔用線程致使接近100%的cpu佔用（若是是wait()掛起線程則不會），若是是多核如4核則一個應用程序cpu佔用達到400%也是可能的）。

top命令

在linux環境下，能夠經過top命令查看各個進程的cpu使用狀況，默認按cpu使用率排序

 

一、上圖中能夠看出pid爲23344的java進程佔用了較多的cpu資源；
二、經過top -Hp 23344能夠查看該進程下各個線程的cpu使用狀況；

（注意， top -Hp 23344後顯示以下圖，這裏的PID則不是進程id了而是進程23344的各個線程id）

 

上圖中能夠看出pid爲25077的線程佔了較多的cpu資源，利用jstack命令能夠繼續查看該線程當前的堆棧狀態（jstack是經過查看進程詳情來查看進程裏線程的狀態）。

jstack命令

經過top命令定位到cpu佔用率較高的線程以後，繼續使用jstack pid（進程id）命令查看當前java進程的堆棧狀態

 

（上面的nid就是線程id，不過它是十六進制的；最前面""括起來的是線程名；由下往上看打印信息纔是時間順序）

jstack命令生成的thread dump信息包含了JVM中全部存活的線程，爲了分析指定線程，必須找出對應線程的調用棧，應該如何找？

在top命令中，已經獲取到了佔用cpu資源較高的線程pid，將該pid轉成16進制的值，在thread dump中每一個線程都有一個nid，找到對應的nid便可；隔段時間再執行一次stack命令獲取thread dump，區分兩份dump是否有差異，在nid=0x246c的線程調用棧中，發現該線程一直在執行JstackCase類的內部類Task第33行的calculate方法，獲得這個信息，就能夠檢查對應的代碼是否有問題。

經過thread dump分析線程狀態

除了上述的分析，大多數狀況下會基於thead dump分析當前各個線程的運行狀況，如是否存在死鎖、是否存在一個線程長時間持有鎖不放等等。

在dump中，線程通常存在以下幾種狀態：
一、RUNNABLE，線程處於執行中
二、BLOCKED，線程被阻塞
三、WAITING，線程正在等待

4. TIMED_WAITING，這個通常是指這個線程是Timer按期執行任務，可是當前處於waiting狀態

實例1：多線程競爭synchronized鎖

 

很明顯：線程1獲取到鎖，處於RUNNABLE狀態，線程2處於BLOCK狀態
一、locked <0x000000076bf62208>說明線程1對地址爲0x000000076bf62208對象進行了加鎖；
二、waiting to lock <0x000000076bf62208> 說明線程2在等待地址爲0x000000076bf62208對象上的鎖；
三、waiting for monitor entry [0x000000001e21f000]說明線程2是經過synchronized關鍵字進入了監視器的臨界區等待，並處於"Entry Set"隊列，等待monitor，具體實現能夠參考深刻分析synchronized的JVM實現；

實例2：經過wait掛起線程

static class Task implements Runnable { @Override public void run() { synchronized (lock) { try { lock.wait(); //TimeUnit.SECONDS.sleep(100000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }

dump結果

 

線程1和2都處於WAITING狀態
一、線程1和2都是先locked <0x000000076bf62500>，再waiting on <0x000000076bf62500>，之因此先鎖再等同一個對象，是由於wait方法須要先經過synchronized得到該地址對象的monitor；
二、waiting on <0x000000076bf62500>說明線程執行了wait方法以後，釋放了monitor，進入到"Wait Set"隊列，等待其它線程執行地址爲0x000000076bf62500對象的notify方法，並喚醒本身，具體實現能夠參考深刻分析Object.wait/notify實現機制；