Java程序員必備：jstack命令解析
前言
如果有一天，你的Java程序長時間停頓，也許是它病了，需要用jstack拍個片子分析分析，才能診斷具體什么病癥，是死鎖綜合征，還是死循環(huán)等其他病癥，本文我們一起來學(xué)習(xí)jstack命令~
jstack 的功能
jstack用法
線程狀態(tài)等基礎(chǔ)回顧
實戰(zhàn)案例1：jstack 分析死鎖
實戰(zhàn)案例2：jstack 分析CPU 過高
jstack 的功能
jstack是JVM自帶的Java堆棧跟蹤工具，它用于打印出給定的java進程ID、core file、遠程調(diào)試服務(wù)的Java堆棧信息.
jstack prints Java stack traces of Java threads for a given Java process orcore file or a remote debug server.
jstack命令用于生成虛擬機當(dāng)前時刻的線程快照。
線程快照是當(dāng)前虛擬機內(nèi)每一條線程正在執(zhí)行的方法堆棧的集合，生成線程快照的主要目的是定位線程出現(xiàn)長時間停頓的原因， 如線程間死鎖、死循環(huán)、請求外部資源導(dǎo)致的長時間等待等問題。
線程出現(xiàn)停頓的時候通過jstack來查看各個線程的調(diào)用堆棧，就可以知道沒有響應(yīng)的線程到底在后臺做什么事情，或者等待什么資源。
如果java程序崩潰生成core文件，jstack工具可以用來獲得core文件的java stack和native stack的信息，從而可以輕松地知道java程序是如何崩潰和在程序何處發(fā)生問題。
另外，jstack工具還可以附屬到正在運行的java程序中，看到當(dāng)時運行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果現(xiàn)在運行的java程序呈現(xiàn)hung的狀態(tài)，jstack是非常有用的。
jstack用法
jstack 命令格式如下
jstack [ option ] pidjstack [ option ] executable corejstack [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP
executable Java executable from which the core dump was produced.(可能是產(chǎn)生core dump的java可執(zhí)行程序)
core 將被打印信息的core dump文件
remote-hostname-or-IP 遠程debug服務(wù)的主機名或ip
server-id 唯一id,假如一臺主機上多個遠程debug服務(wù)
最常用的是
jstack [option] <pid> // 打印某個進程的堆棧信息option參數(shù)說明如下：
線程狀態(tài)等基礎(chǔ)回顧
線程狀態(tài)簡介
jstack用于生成線程快照的，我們分析線程的情況，需要復(fù)習(xí)一下線程狀態(tài)吧，拿小凳子坐好，復(fù)習(xí)一下啦~
Java語言定義了6種線程池狀態(tài)：
New：創(chuàng)建后尚未啟動的線程處于這種狀態(tài)，不會出現(xiàn)在Dump中。
RUNNABLE：包括Running和Ready。線程開啟start（）方法，會進入該狀態(tài)，在虛擬機內(nèi)執(zhí)行的。
Waiting：無限的等待另一個線程的特定操作。
Timed Waiting：有時限的等待另一個線程的特定操作。
阻塞（Blocked）：在程序等待進入同步區(qū)域的時候，線程將進入這種狀態(tài)，在等待監(jiān)視器鎖。
結(jié)束（Terminated）：已終止線程的線程狀態(tài)，線程已經(jīng)結(jié)束執(zhí)行。
Dump文件的線程狀態(tài)一般其實就以下3種：
RUNNABLE，線程處于執(zhí)行中
BLOCKED，線程被阻塞
WAITING，線程正在等待
Monitor 監(jiān)視鎖
因為Java程序一般都是多線程運行的，Java多線程跟監(jiān)視鎖環(huán)環(huán)相扣，所以我們分析線程狀態(tài)時，也需要回顧一下Monitor監(jiān)視鎖知識。
Monitor的工作原理圖如下：
線程想要獲取monitor,首先會進入Entry Set隊列，它是Waiting Thread，線程狀態(tài)是Waiting for monitor entry。
當(dāng)某個線程成功獲取對象的monitor后,進入Owner區(qū)域，它就是Active Thread。
如果線程調(diào)用了wait()方法，則會進入Wait Set隊列，它會釋放monitor鎖，它也是Waiting Thread，線程狀態(tài)in Object.wait()
如果其他線程調(diào)用 notify() / notifyAll() ，會喚醒Wait Set中的某個線程，該線程再次嘗試獲取monitor鎖，成功即進入Owner區(qū)域。
Dump 文件分析關(guān)注重點
runnable，線程處于執(zhí)行中
deadlock，死鎖（重點關(guān)注）
blocked，線程被阻塞 （重點關(guān)注）
Parked，停止
locked，對象加鎖
waiting，線程正在等待
waiting to lock 等待上鎖
Object.wait()，對象等待中
waiting for monitor entry 等待獲取監(jiān)視器（重點關(guān)注）
Waiting on condition，等待資源（重點關(guān)注），最常見的情況是線程在等待網(wǎng)絡(luò)的讀寫
實戰(zhàn)案例1：jstack 分析死鎖問題
什么是死鎖？
如何用jstack排查死鎖？
什么是死鎖？
死鎖是指兩個或兩個以上的線程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法進行下去。
如何用如何用jstack排查死鎖問題
先來看一段會產(chǎn)生死鎖的Java程序，源碼如下：
/*** Java 死鎖demo*/public class DeathLockTest {private static Lock lock1 = new ReentrantLock();private static Lock lock2 = new ReentrantLock();public static void deathLock() {Thread t1 = new Thread() {@Overridepublic 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() {@Overridepublic 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();}}};//設(shè)置線程名字，方便分析堆棧信息t1.setName("mythread-jay");t2.setName("mythread-tianluo");t1.start();t2.start();}public static void main(String[] args) {deathLock();}}
運行結(jié)果：
顯然，線程jay和線程tianluo都是只執(zhí)行到一半，就陷入了阻塞等待狀態(tài)~
jstack排查Java死鎖步驟
在終端中輸入jsp查看當(dāng)前運行的java程序
使用 jstack -l pid 查看線程堆棧信息
分析堆棧信息
在終端中輸入jsp查看當(dāng)前運行的java程序
通過使用 jps 命令獲取需要監(jiān)控的進程的pid，我們找到了23780 DeathLockTest
使用 jstack -l pid 查看線程堆棧信息
由上圖，可以清晰看到死鎖信息：
mythread-tianluo 等待這個鎖 “0x00000000d61ae3a0”，這個鎖是由于mythread-jay線程持有。
mythread-jay線程等待這個鎖“0x00000000d61ae3d0”,這個鎖是由mythread-tianluo 線程持有。
還原死鎖真相
“mythread-tianluo"線程堆棧信息分析如下：
mythread-tianluo的線程處于等待（waiting）狀態(tài)，持有“0x00000000d61ae3d0”鎖，等待“0x00000000d61ae3a0”的鎖
“mythread-jay"線程堆棧信息分析如下：
mythread-tianluo的線程處于等待（waiting）狀態(tài)，持有“0x00000000d61ae3a0”鎖，等待“0x00000000d61ae3d0”的鎖
實戰(zhàn)案例2：jstack 分析CPU過高問題
來個導(dǎo)致CPU過高的demo程序，一個死循環(huán)，哈哈~
/*** 有個導(dǎo)致CPU過高程序的demo，死循環(huán)*/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過高步驟
top
top -Hp pid
jstack pid
jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
分析堆棧信息
1.top
在服務(wù)器上，我們可以通過top命令查看各個進程的cpu使用情況，它默認是按cpu使用率由高到低排序的
由上圖中，我們可以找出pid為21340的java進程，它占用了最高的cpu資源，兇手就是它，哈哈！
2. top -Hp pid
通過top -Hp 21340可以查看該進程下，各個線程的cpu使用情況，如下：
可以發(fā)現(xiàn)pid為21350的線程，CPU資源占用最高~，嘻嘻，小本本把它記下來，接下來拿jstack給它拍片子~
3. jstack pid
通過top命令定位到cpu占用率較高的線程之后，接著使用jstack pid命令來查看當(dāng)前java進程的堆棧狀態(tài)，jstack 21350后，內(nèi)容如下：
4. jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
其實，前3個步驟，堆棧信息已經(jīng)出來啦。但是一般在生成環(huán)境，我們可以把這些堆棧信息打到一個文件里，再回頭仔細分析哦~
5. 分析堆棧信息
我們把占用cpu資源較高的線程pid（本例子是21350），將該pid轉(zhuǎn)成16進制的值
在thread dump中，每個線程都有一個nid，我們找到對應(yīng)的nid（5366），發(fā)現(xiàn)一直在跑（24行）
這個時候，可以去檢查代碼是否有問題啦~ 當(dāng)然，也建議隔段時間再執(zhí)行一次stack命令，再一份獲取thread dump，畢竟兩次拍片結(jié)果（jstack）對比，更準確嘛~
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JVM難學(xué)？那是因為你沒認真看完這篇文章
關(guān)注作者微信公眾號 —《JAVA爛豬皮》
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