一、介绍jstack是java虚拟机自带的一种堆栈跟踪工具。jstack用于打印出给定的java进程ID或core file或远程调试服务的Java堆栈信息,如果是在64位机器上,需要指定选项"-J-d64",Windows的jstack使用方式只支持以下的这种方式: jstack [-l] pid
主要分为两个功能: a. 针对活着的进程做本地的或远程的线程dump; b. 针对core文件做线程dump。 jstack用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java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。 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。
线程状态想要通过jstack命令来分析线程的情况的话,首先要知道线程都有哪些状态,下面这些状态是我们使用jstack命令查看线程堆栈信息时可能会看到的线程的几种状态:
Monitor在多线程的 JAVA程序中,实现线程之间的同步,就要说说 Monitor。 Monitor是 Java中用以实现线程之间的互斥与协作的主要手段,它可以看成是对象或者 Class的锁。每一个对象都有,也仅有一个 monitor。下 面这个图,描述了线程和 Monitor之间关系,以 及线程的状态转换图: 进入区(Entrt Set):表示线程通过synchronized要求获取对象的锁。如果对象未被锁住,则迚入拥有者;否则则在进入区等待。一旦对象锁被其他线程释放,立即参与竞争。 拥有者(The Owner):表示某一线程成功竞争到对象锁。 等待区(Wait Set):表示线程通过对象的wait方法,释放对象的锁,并在等待区等待被唤醒。 从图中可以看出,一个 Monitor在某个时刻,只能被一个线程拥有,该线程就是 synchronized(obj) { ......... } 调用修饰表示线程在方法调用时,额外的重要的操作。线程Dump分析的重要信息。修饰上方的方法调用。
locked at oracle.jdbc.driver.PhysicalConnection.prepareStatement - locked <0x00002aab63bf7f58> (a oracle.jdbc.driver.T4CConnection) at oracle.jdbc.driver.PhysicalConnection.prepareStatement - locked <0x00002aab63bf7f58> (a oracle.jdbc.driver.T4CConnection) at com.jiuqi.dna.core.internal.db.datasource.PooledConnection.prepareStatement 通过synchronized关键字,成功获取到了对象的锁,成为监视器的拥有者,在临界区内操作。对象锁是可以线程重入的。 waiting to lock at com.jiuqi.dna.core.impl.CacheHolder.isVisibleIn(CacheHolder.java:165) - waiting to lock <0x0000000097ba9aa8> (a CacheHolder) at com.jiuqi.dna.core.impl.CacheGroup$Index.findHolder at com.jiuqi.dna.core.impl.ContextImpl.find at com.jiuqi.dna.bap.basedata.common.util.BaseDataCenter.findInfo 通过synchronized关键字,没有获取到了对象的锁,线程在监视器的进入区等待。在调用栈顶出现,线程状态为Blocked。 waiting on at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x00000000da2defb0> (a WorkingThread) at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingManager.getWorkToDo - locked <0x00000000da2defb0> (a WorkingThread) at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread.run 通过synchronized关键字,成功获取到了对象的锁后,调用了wait方法,进入对象的等待区等待。在调用栈顶出现,线程状态为WAITING或TIMED_WATING。 parking to wait for park是基本的线程阻塞原语,不通过监视器在对象上阻塞。随concurrent包会出现的新的机制,不synchronized体系不同。 线程动作线程状态产生的原因
Wait on condition 该状态出现在线程等待某个条件的发生。具体是什么原因,可以结合 stacktrace来分析。 最常见的情况就是线程处于sleep状态,等待被唤醒。 常见的情况还有等待网络IO:在java引入nio之前,对于每个网络连接,都有一个对应的线程来处理网络的读写操作,即使没有可读写的数据,线程仍然阻塞在读写操作上,这样有可能造成资源浪费,而且给操作系统的线程调度也带来压力。在 NewIO里采用了新的机制,编写的服务器程序的性能和可扩展性都得到提高。 正等待网络读写,这可能是一个网络瓶颈的征兆。因为网络阻塞导致线程无法执行。一种情况是网络非常忙,几 乎消耗了所有的带宽,仍然有大量数据等待网络读 写;另一种情况也可能是网络空闲,但由于路由等问题,导致包无法正常的到达。所以要结合系统的一些性能观察工具来综合分析,比如 netstat统计单位时间的发送包的数目,如果很明显超过了所在网络带宽的限制 ; 观察 cpu的利用率,如果系统态的 CPU时间,相对于用户态的 CPU时间比例较高;如果程序运行在 Solaris 10平台上,可以用 dtrace工具看系统调用的情况,如果观察到 read/write的系统调用的次数或者运行时间遥遥领先;这些都指向由于网络带宽所限导致的网络瓶颈。(来自http://www./jzone/articles/303979.html) 二、命令格式jstack [ option ] pid
常用参数说明 1)options: executable Java executable from which the core dump was produced.(可能是产生core dump的java可执行程序) core 将被打印信息的core dump文件 remote-hostname-or-IP 远程debug服务的主机名或ip server-id 唯一id,假如一台主机上多个远程debug服务 2)基本参数: -F当’jstack [-l] pid’没有相应的时候强制打印栈信息,如果直接jstack无响应时,用于强制jstack),一般情况不需要使用 -l长列表. 打印关于锁的附加信息,例如属于java.util.concurrent的ownable synchronizers列表,会使得JVM停顿得长久得多(可能会差很多倍,比如普通的jstack可能几毫秒和一次GC没区别,加了-l 就是近一秒的时间),-l 建议不要用。一般情况不需要使用 -m打印java和native c/c++框架的所有栈信息.可以打印JVM的堆栈,显示上Native的栈帧,一般应用排查不需要使用 -h | -help打印帮助信息 pid 需要被打印配置信息的java进程id,可以用jps查询.
线程dump的分析工具:
三、使用实例1、jstack pid ~$ jps -ml org.apache.catalina.startup.Bootstrap ~$ jstack 5661 2013-04-16 21:09:27 Full thread dump Java HotSpot(TM) Server VM (20.10-b01 mixed mode): "Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x70e95400 nid=0x2265 waiting on condition [0x00000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "http-bio-8080-exec-20" daemon prio=10 tid=0x08a35800 nid=0x1d42 waiting on condition [0x70997000] java.lang.Thread.State: WAITING (parking) at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) - parking to wait for <0x766a27b8> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject) at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:156) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:1987) at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:399) at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:104) at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:32) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:947) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:907) at java.lang.Thread.run(Thread.java:662) ........
#jstack -l 4089 >1.txt,查看1.txt内容如下所示: 2014-03-14 10:47:04 Full thread dump Java HotSpot(TM) Client VM (20.45-b01 mixed mode, sharing): "Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x08251400 nid=0x11bd runnable [0x00000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "DestroyJavaVM" prio=10 tid=0xb3a0a800 nid=0xffa waiting on condition [0x00000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "Query Listener" prio=10 tid=0xb3a09800 nid=0x1023 runnable [0xb3b72000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.net.PlainSocketImpl.socketAccept(Native Method) at java.net.PlainSocketImpl.accept(PlainSocketImpl.java:408) - locked <0x70a84430> (a java.net.SocksSocketImpl) at java.net.ServerSocket.implAccept(ServerSocket.java:462) at java.net.ServerSocket.accept(ServerSocket.java:430) at com.sun.tools.hat.internal.server.QueryListener.waitForRequests(QueryListener.java:76) at com.sun.tools.hat.internal.server.QueryListener.run(QueryListener.java:65) at java.lang.Thread.run(Thread.java:662) Locked ownable synchronizers: - None "Low Memory Detector" daemon prio=10 tid=0x08220400 nid=0x1000 runnable [0x00000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "C1 CompilerThread0" daemon prio=10 tid=0x08214c00 nid=0xfff waiting on condition [0x00000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "Signal Dispatcher" daemon prio=10 tid=0x08213000 nid=0xffe runnable [0x00000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "Finalizer" daemon prio=10 tid=0x0820bc00 nid=0xffd in Object.wait() [0xb5075000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x7a2b6f50> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118) - locked <0x7a2b6f50> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:134) at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:171) Locked ownable synchronizers: - None "Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x0820a400 nid=0xffc in Object.wait() [0xb50c7000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x7a2b6fe0> (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.Object.wait(Object.java:485) at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:116) - locked <0x7a2b6fe0> (a java.lang.ref.Reference$Lock) Locked ownable synchronizers: - None "VM Thread" prio=10 tid=0x08200000 nid=0xffb runnable "VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0x08222400 nid=0x1001 waiting on condition JNI global references: 1317
一般情况下,通过jstack输出的线程信息主要包括:jvm自身线程、用户线程等。其中jvm线程会在jvm启动时就会存在。对于用户线程则是在用户访问时才会生成。
2、jstack 查看线程具体在做什么,可看出哪些线程在长时间占用CPU,尽快定位问题和解决问题 http://www./topic/1114219 1.top查找出哪个进程消耗的cpu高。执行top命令,默认是进程视图,其中PID是进程号
21125 co_ad2 18 0 1817m 776m 9712 S 3.3 4.9 12:03.24 java 5284 co_ad 21 0 3028m 2.5g 9432 S 1.0 16.3 6629:44 ja 这里我们分析21125这个java进程 2.top中shift+h 或“H”查找出哪个线程消耗的cpu高 先输入top,然后再按shift+h 或“H”,此时打开的是线程视图,pid为线程号 21233 co_ad2 15 0 1807m 630m 9492 S 1.3 4.0 0:05.12 java 20503 co_ad2_s 15 0 1360m 560m 9176 S 0.3 3.6 0:46.72 java 这里我们分析21233这个线程,并且注意的是,这个线程是属于21125这个进程的。 3.使用jstack命令输出这一时刻的线程栈,保存到文件,命名为jstack.log。注意:输出线程栈和保存top命令快照尽量同时进行。
3、代码示例 运行代码: /** * @author hollis */ public class JStackDemo1 { public static void main(String[] args) { while (true) { //Do Nothing } } } 先是有jps查看进程号: hollis@hos:~$ jps 29788 JStackDemo1 29834 Jps 22385 org.eclipse.equinox.launcher_1.3.0.v20130327-1440.jar 然后使用jstack 查看堆栈信息: hollis@hos:~$ jstack 29788 2015-04-17 23:47:31 ...此处省略若干内容... "main" prio=10 tid=0x00007f197800a000 nid=0x7462 runnable [0x00007f197f7e1000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at javaCommand.JStackDemo1.main(JStackDemo1.java:7) 我们可以从这段堆栈信息中看出什么来呢?我们可以看到,当前一共有一条用户级别线程,线程处于runnable状态,执行到JStackDemo1.java的第七行。 看下面代码: /** * @author hollis */ public class JStackDemo1 { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new Thread1()); thread.start(); } } class Thread1 implements Runnable{ @Override public void run() { while(true){ System.out.println(1); } } } 线程堆栈信息如下: "Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x00007fbbcc06e000 nid=0x286c in Object.wait() [0x00007fbbc8dfc000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x0000000783e066e0> (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.Object.wait(Object.java:503) at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133) - locked <0x0000000783e066e0> (a java.lang.ref.Reference$Lock) 我们能看到:
为什么同时锁住的等待同一个资源:
四、如何分析1、线程Dump的分析原则
入手点进入区等待 "d&a-3588" daemon waiting for monitor entry [0x000000006e5d5000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuqi.dna.bap.authority.service.UserService$LoginHandler.handle() - waiting to lock <0x0000000602f38e90> (a java.lang.Object) at com.jiuqi.dna.bap.authority.service.UserService$LoginHandler.handle() 线程状态BLOCKED,线程动作wait on monitor entry,调用修饰waiting to lock总是一起出现。表示在代码级别已经存在冲突的调用。必然有问题的代码,需要尽可能减少其发生。 同步块阻塞 一个线程锁住某对象,大量其他线程在该对象上等待。 "blocker" runnable java.lang.Thread.State: RUNNABLE at com.jiuqi.hcl.javadump.Blocker$1.run(Blocker.java:23) - locked <0x00000000eb8eff68> (a java.lang.Object) "blockee-11" waiting for monitor entry java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuqi.hcl.javadump.Blocker$2.run(Blocker.java:41) - waiting to lock <0x00000000eb8eff68> (a java.lang.Object) "blockee-86" waiting for monitor entry java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuqi.hcl.javadump.Blocker$2.run(Blocker.java:41) - waiting to lock <0x00000000eb8eff68> (a java.lang.Object) 持续运行的IO IO操作是可以以RUNNABLE状态达成阻塞。例如:数据库死锁、网络读写。 格外注意对IO线程的真实状态的分析。 一般来说,被捕捉到RUNNABLE的IO调用,都是有问题的。 以下堆栈显示: 线程状态为RUNNABLE。 调用栈在SocketInputStream或SocketImpl上,socketRead0等方法。 调用栈包含了jdbc相关的包。很可能发生了数据库死锁 "d&a-614" daemon prio=6 tid=0x0000000022f1f000 nid=0x37c8 runnable [0x0000000027cbd000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method) at java.net.SocketInputStream.read(Unknown Source) at oracle.net.ns.Packet.receive(Packet.java:240) at oracle.net.ns.DataPacket.receive(DataPacket.java:92) at oracle.net.ns.NetInputStream.getNextPacket(NetInputStream.java:172) at oracle.net.ns.NetInputStream.read(NetInputStream.java:117) at oracle.jdbc.driver.T4CMAREngine.unmarshalUB1(T4CMAREngine.java:1034) at oracle.jdbc.driver.T4C8Oall.receive(T4C8Oall.java:588) 分线程调度的休眠 正常的线程池等待 "d&a-131" in Object.wait() java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingManager.getWorkToDo(WorkingManager.java:322) - locked <0x0000000313f656f8> (a com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread) at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread.run(WorkingThread.java:40) 可疑的线程等待 "d&a-121" in Object.wait() java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) at java.lang.Object.wait(Object.java:485) at com.jiuqi.dna.core.impl.AcquirableAccessor.exclusive() - locked <0x00000003011678d8> (a com.jiuqi.dna.core.impl.CacheGroup) at com.jiuqi.dna.core.impl.Transaction.lock() 入手点总结wait on monitor entry: 被阻塞的,肯定有问题 runnable : 注意IO线程 in Object.wait(): 注意非线程池等待
2、死锁分析学会了怎么使用jstack命令之后,我们就可以看看,如何使用jstack分析死锁了,这也是我们一定要掌握的内容。 啥叫死锁? 所谓死锁: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。 说白了,我现在想吃鸡蛋灌饼,桌子上放着鸡蛋和饼,但是我和我的朋友同时分别拿起了鸡蛋和病,我手里拿着鸡蛋,但是我需要他手里的饼。他手里拿着饼,但是他想要我手里的鸡蛋。就这样,如果不能同时拿到鸡蛋和饼,那我们就不能继续做后面的工作(做鸡蛋灌饼)。所以,这就造成了死锁。 看一段死锁的程序: package javaCommand; /** * @author hollis */ public class JStackDemo { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new DeadLockclass(true));//建立一个线程 Thread t2 = new Thread(new DeadLockclass(false));//建立另一个线程 t1.start();//启动一个线程 t2.start();//启动另一个线程 } } class DeadLockclass implements Runnable { public boolean falg;// 控制线程 DeadLockclass(boolean falg) { this.falg = falg; } public void run() { /** * 如果falg的值为true则调用t1线程 */ if (falg) { while (true) { synchronized (Suo.o1) { System.out.println("o1 " + Thread.currentThread().getName()); synchronized (Suo.o2) { System.out.println("o2 " + Thread.currentThread().getName()); } } } } /** * 如果falg的值为false则调用t2线程 */ else { while (true) { synchronized (Suo.o2) { System.out.println("o2 " + Thread.currentThread().getName()); synchronized (Suo.o1) { System.out.println("o1 " + Thread.currentThread().getName()); } } } } } } class Suo { static Object o1 = new Object(); static Object o2 = new Object(); } 当我启动该程序时,我们看一下控制台: 我们发现,程序只输出了两行内容,然后程序就不再打印其它的东西了,但是程序并没有停止。这样就产生了死锁。 当线程1使用 然后,我们使用jstack来看一下线程堆栈信息: Found one Java-level deadlock: ============================= "Thread-1": waiting to lock monitor 0x00007f0134003ae8 (object 0x00000007d6aa2c98, a java.lang.Object), which is held by "Thread-0" "Thread-0": waiting to lock monitor 0x00007f0134006168 (object 0x00000007d6aa2ca8, a java.lang.Object), which is held by "Thread-1" Java stack information for the threads listed above: =================================================== "Thread-1": at javaCommand.DeadLockclass.run(JStackDemo.java:40) - waiting to lock <0x00000007d6aa2c98> (a java.lang.Object) - locked <0x00000007d6aa2ca8> (a java.lang.Object) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) "Thread-0": at javaCommand.DeadLockclass.run(JStackDemo.java:27) - waiting to lock <0x00000007d6aa2ca8> (a java.lang.Object) - locked <0x00000007d6aa2c98> (a java.lang.Object) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) Found 1 deadlock. 哈哈,堆栈写的很明显,它告诉我们
其他虚拟机执行Full GC时,会阻塞所有的用户线程。因此,即时获取到同步锁的线程也有可能被阻塞。 在查看线程Dump时,首先查看内存使用情况。
对于jstack做的ThreadDump的栈,可以反映如下信息(源自):
jstack -m 会打印出JVM堆栈信息,涉及C、C++部分代码,可能需要配合gdb命令来分析。
频繁GC问题或内存溢出问题一、使用 二、使用 三、使用 四、使用 五、使用jhat或者可视化工具(Eclipse Memory Analyzer 、IBM HeapAnalyzer)分析堆情况。 六、结合代码解决内存溢出或泄露问题。
死锁问题一、使用 二、使用
主要参考资料:
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来自: liang1234_ > 《性能调优》