hbase jstack工具分析

在分析線上問題時常使用到jstack <PID>命令將當時Java應用程序的線程堆棧dump出來。
面對jstack 日誌,我們如何查看?

首先要清楚線程的狀態
線程的狀態有:new、runnable、running、waiting、timed_waiting、blocked、dead
線程狀態變遷圖:

各狀態說明:
New: 當線程對象創建時存在的狀態,此時線程不可能執行;
Runnable:當調用thread.start()後,線程變成爲Runnable狀態。只要得到CPU,就可以執行;
Running:線程正在執行;
Waiting:執行thread.join()或在鎖對象調用obj.wait()等情況就會進該狀態,表明線程正處於等待某個資源或條件發生來喚醒自己;
Timed_Waiting:執行Thread.sleep(long)、thread.join(long)或obj.wait(long)等就會進該狀態,與Waiting的區別在於Timed_Waiting的等待有時間限制;
Blocked:如果進入同步方法或同步代碼塊,沒有獲取到鎖,則會進入該狀態;
Dead:線程執行完畢,或者拋出了未捕獲的異常之後,會進入dead狀態,表示該線程結束
其次,對於jstack日誌,我們要着重關注如下關鍵信息
Deadlock:表示有死鎖
Waiting on condition:等待某個資源或條件發生來喚醒自己。具體需要結合jstacktrace來分析,比如線程正在sleep,網絡讀寫繁忙而等待
Blocked:阻塞
Waiting on monitor entry:在等待獲取鎖
in Object.wait():獲取鎖後又執行obj.wait()放棄鎖
對於Waiting on monitor entry  in Object.wait()的詳細描述:Monitor是 Java中用以實現線程之間的互斥與協作的主要手段,它可以看成是對象或者 Class的鎖。每一個對象都有,也僅有一個 monitor。從下圖中可以看出,每個 Monitor在某個時刻,只能被一個線程擁有,該線程就是 "Active Thread",而其它線程都是 "Waiting Thread",分別在兩個隊列 " Entry Set"和 "Wait Set"裏面等候。在 "Entry Set"中等待的線程狀態是 "Waiting for monitor entry",而在 "Wait Set"中等待的線程狀態是 "in Object.wait()"



1)blocked 的例子

程序先輸出main,在輸出thread,說明mian的線程是先獲得同步鎖的
執行jstack pid輸出信息如下:


可以看到thread1在進行等待獲取到鎖,此時進入waiting for monitor entry,並是阻塞狀態。

而main線程提前獲取到鎖,當由於調用了sleep此時進入到Timed_waiting狀態,此時man線程鎖住的對象地址是7f3167cf0,而thread1正在等待獲取這個鎖對象。

prio:線程的優先級
tid:線程id
nid:操作系統映射的線程id, 非常關鍵,後面再使用jstack時補充
1103e9000
106692000 :表示線程棧的起始地址。


從jstack日誌中,可以看到:主線程獲取到thread2對象上的鎖,因此正在執行sleep操作,狀態爲TIMED_WAINTING, 而thread2由於未獲取到thread2對象上的鎖,因此處於BLOCKED狀態。
再細看,thread2 正在"waiting to lock <7f3167cf0>",即試圖在地址爲7f3167cf0所在的對象獲取鎖,而該鎖卻被main線程佔有(locked <7f3167cf0>)。main線程正在"waiting on condition",說明正在等待某個條件觸發,由jstacktrace來看,此線程正在sleep。
經驗:如果在jstack日誌發現大量的線程在waiting to lock 某個地址,只要能查到哪個線程獲取到鎖就可以方便定位問題了


2)object.wait();

public static void main(String[] args) {
final Thread thread = new Thread() {
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
};
thread.start();
thread.setName("zouxh");//起名字,方便在線程棧裏面進行查看
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
synchronized (thread) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(30);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
thread.notify();
}
}
執行後,查看jstack的日誌如下:
"zouxh" prio=5 tid=7fe18c97b800 nid=0x115e58000 in Object.wait() [115e57000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <7f3112fe8> (a jstat.MainWati$1)
at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
at jstat.MainWati$1.run(MainWati.java:16)
- locked <7f3112fe8> (a jstat.MainWati$1)


"main" prio=5 tid=7fe18c000800 nid=0x10c47b000waiting on condition [10c47a000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:300)
at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:328)
at jstat.MainWati.main(MainWati.java:37)
- locked <7f3112fe8> (a jstat.MainWati$1)

可以看到由於調用了object.wait()方法的時候放棄了鎖,所以zouxh這個線程就出現了object.wait()狀態,線程的狀態就是waiting,等待notify來進行喚醒。


由於mian線程在獲得zouxh的線程鎖後,調用了sleep方法,所以此時進入了wating on condition等待某一個資源,進入到time_waiting狀態。


3)waiting on conditon
private static BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<String>(1);
public static void main(String[] args) {
blockingQueue.add("zouxh");
try {
//阻塞的添加
blockingQueue.put("ssss");
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
線程棧如下:
"main" prio=5 tid=7f8f65000800 nid=0x10d7bb000waiting on condition [10d7ba000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for  <7f3110d80> (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.ArrayBlockingQueue.put(ArrayBlockingQueue.java:257)
at jstat.WatingTest.main(WatingTest.java:13)


此時main線程進入了waiting on conditon狀態,等待某一個資源,此時可以看到是在
a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObjec進行了等待,阻塞住了,這是由於put發生了阻塞。


總結

對於jstack日誌,我們要着重關注如下關鍵信息
Deadlock:表示有死鎖
Waiting on condition:等待某個資源或條件發生來喚醒自己。具體需要結合jstacktrace來分析,比如線程正在sleep,網絡讀寫繁忙而等待
Blocked:阻塞
Waiting on monitor entry:在等待獲取鎖

如果說系統慢,那麼要特別關注Blocked,Waiting on condition
如果說系統的cpu耗的高,那麼肯定是線程執行有死循環,那麼此時要關注下Runable狀態。
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