jstack使用

蔚落 2023-01-06 05:45 128阅读 0赞

### 使用jstack观察虚拟机栈情况 ###

`jstack`（Stack Trace for Java）命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照，查看Java线程的调用堆栈的，可以用来分析线程问题（如死锁）。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合.

生成线程快照的目的主要是定位线程长时间出现停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等都是导致线程长时间停顿的原因。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些什么事情，或者在等待些什么资源。

以检查线程死锁为例：

public class Main_Work_2_1 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Map<String, String> resource1 = Map.of("name", "resource1");
            Map<String, String> resource2 = Map.of("name", "resource2");
    
            Thread thread1 = new Thread(() -> runOverride(resource1, resource2), "线程1");
            Thread thread2 = new Thread(() -> runOverride(resource2, resource1), "线程2");
    
            thread1.start();
            thread2.start();
    
        }
    
        /**
         * run方法运行实例，主要是对先获得哪个锁做限制
         * @param first
         * @param second
         */
        public static void runOverride(Map<String, String> first, Map<String, String> second) {
            Thread threadName = Thread.currentThread();
            synchronized (first) {
                System.out.println(threadName + " get " + first.get("name"));
    
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    
                System.out.println(threadName + " waiting get" + second.get("name"));
    
                synchronized (second) {
                    System.out.println(threadName + " get " + second.get("name"));
                }
            }
        }
    
    }

运行输出：

Thread[线程1,5,main] get resource1
    Thread[线程2,5,main] get resource2
    Thread[线程2,5,main] waiting getresource1
    Thread[线程1,5,main] waiting getresource2

代码分析：线程1 通过 `synchronized (first)`获得`resource1`的监视器锁，然后通过`Thread.sleep(1000);`让线程1 休眠 1s；为的是让线程 2得到执行，然后获取到 `resource2`的监视器锁。线程 1 和线程 2休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源，然后这两个线程就会陷入互相等待的状态，这也就产生了死锁。

使用jstack进行栈情况分析：

首先使用`jps`获取目标进程，可以看出Main\_Work\_2的进程pid为10566；

jps

![在这里插入图片描述][20210114110543445.png_pic_center]

然后查看对应进程栈内容：

jstack 10566

运行结果部分截图如下：

图一可以看出线程1处于`BLOCKED`状态，`- waiting to lock <0x000000008df738d0>`表示正在等待锁`<0x000000008df738d0>`，并且`- locked <0x000000008df73878>`表示正持有锁`<0x000000008df73878>`；线程2也处于`BLOCKED`状态，`- waiting to lock <0x000000008df73878>`表示正在等待锁`<0x000000008df73878>`，并且`- locked <0x000000008df738d0>`表示正持有锁`<0x000000008df738d0>`。

图二可以看出找到一个死锁，并且可以很明显的知道线程1在等待一个锁，该锁已被线程2获取；线程2也在等待一个锁，该锁已被线程1获取。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NsZWFybHhq_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NsZWFybHhq_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

> 如果将死锁代码修改成正常代码后，在进程正常运行时，再一次使用stack查看的话，就会发现运行结果正常了。

也可以使用一下命令将结果输出到文件当中，方便记录和传阅。

jstack pid > jstackOut.txt

### jstack命令 ###

**命令格式**

jstack [ option ] pid
    jstack [ option ] executable core
    jstack [ option ] [server-id@] remote-hostname-or-IP

**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

3）pid

pid 需要被打印配置信息的java进程id,可以用jps查询.

### 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：

**NEW**：未启动的。不会出现在Dump中。

**RUNNABLE**：在虚拟机内执行的。运行中状态，可能里面还能看到locked字样，表明它获得了某把锁。

**BLOCKED**：受阻塞并等待监视器锁，被某个锁(synchronizers)给block住了。

**WATING**：无限期等待另一个线程执行特定操作；等待某个condition或monitor发生，一般停留在park(), wait(), sleep(),join() 等语句里。

**TIMED\_WATING**：有时限的等待另一个线程的特定操作；和WAITING的区别是wait() 等语句加上了时间限制 wait(timeout)。

**TERMINATED**：已退出的。

### 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 <地址> 目标**：使用synchronized申请对象锁成功,监视器的拥有者。

**waiting to lock <地址> 目标**：使用synchronized申请对象锁未成功,在进入区等待。

**waiting on <地址> 目标**：使用synchronized申请对象锁成功后,释放后在等待区等待。

**parking to wait for <地址> 目标**：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，与synchronized体系不同。

### 线程动作 ###

线程状态产生的原因

**runnable**: 状态一般为RUNNABLE。

**in Object.wait()**: 等待区等待,状态为WAITING或TIMED\_WAITING。

**waiting for monitor entry**: 进入区等待,状态为BLOCKED。

**waiting on condition**: 等待区等待、被park。

**sleeping**: 休眠的线程,调用了Thread.sleep()。

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