各種 Java Thread State 第一分析法則

@鄭昀彙總

使用 TDA 工具，看到大量 Java Thread State 的第一反應是：

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1，線程狀態爲“waiting for monitor entry”：

意味着它 在等待進入一個臨界區 ，所以它在”Entry Set“隊列中等待。

此時線程狀態一般都是 Blocked：

• java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)

 

 

2，線程狀態爲“waiting on condition”：

說明它在等待另一個條件的發生，來把自己喚醒，或者乾脆它是調用了 sleep(N)。

此時線程狀態大致爲以下幾種：

• java.lang.Thread.State: WAITING (parking)：一直等那個條件發生；
• java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (parking或sleeping)：定時的，那個條件不到來，也將定時喚醒自己。

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3，如果大量線程在“waiting for monitor entry”：

可能是一個全局鎖阻塞住了大量線程。

如果短時間內打印的 thread dump 文件反映，隨着時間流逝，waiting for monitor entry 的線程越來越多，沒有減少的趨勢，可能意味着某些線程在臨界區裏呆的時間太長了，以至於越來越多新線程遲遲無法進入臨界區。

 

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4，如果大量線程在“waiting on condition”：

可能是它們又跑去獲取第三方資源，尤其是第三方網絡資源，遲遲獲取不到Response，導致大量線程進入等待狀態。

所以如果你發現有大量的線程都處在 Wait on condition，從線程堆棧看，正等待網絡讀寫，這可能是一個網絡瓶頸的徵兆，因爲網絡阻塞導致線程無法執行。

 

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線程狀態爲“in Object.wait()”：

說明它獲得了監視器之後，又調用了 java.lang.Object.wait() 方法。

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()”。

當線程獲得了 Monitor，如果發現線程繼續運行的條件沒有滿足，它則調用對象（一般就是被 synchronized 的對象）的 wait() 方法，放棄了 Monitor，進入 “Wait Set”隊列。

此時線程狀態大致爲以下幾種：

• java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor)；
• java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)；

一般都是RMI相關線程（RMI RenewClean、 GC Daemon、RMI Reaper），GC線程（Finalizer），引用對象垃圾回收線程（Reference Handler）等系統線程處於這種狀態。

 

 

圖1 A Java Monitor

 

示範一：

下面這個線程在等待這個鎖 0x00000000fe7e3b50，等待進入臨界區：

"RMI TCP Connection(64896)-172.16.52.118" daemon prio=10 tid=0x00000000405a6000 nid=0x68fe waiting for monitor entry [0x00007f2be65a3000]

   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)

at com.xyz.goods.service.impl.GoodsServiceImpl.findChanellGoodsCountWithCache(GoodsServiceImpl.java:1734)

- waiting to lock <0x00000000fe7e3b50> (a java.lang.String)

那麼誰持有這個鎖呢？

是另一個先調用了 findChanellGoodsCountWithCache 函數的線程：

"RMI TCP Connection(64878)-172.16.52.117" daemon prio=10 tid=0x0000000040822000 nid=0x6841 runnable [0x00007f2be76b3000]

   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)

at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:129)

at java.io.BufferedInputStream.fill(BufferedInputStream.java:218)

at java.io.BufferedInputStream.read1(BufferedInputStream.java:258)

at java.io.BufferedInputStream.read(BufferedInputStream.java:317)

- locked <0x00000000af4ed638> (a java.io.BufferedInputStream)

at org.bson.io.Bits.readFully(Bits.java:35)

at org.bson.io.Bits.readFully(Bits.java:28)

at com.mongodb.Response.<init>(Response.java:35)

at com.mongodb.DBPort.go(DBPort.java:110)

- locked <0x00000000af442d48> (a com.mongodb.DBPort)

at com.mongodb.DBPort.go(DBPort.java:75)

- locked <0x00000000af442d48> (a com.mongodb.DBPort)

at com.mongodb.DBPort.call(DBPort.java:65)

at com.mongodb.DBTCPConnector.call(DBTCPConnector.java:202)

at com.mongodb.DBApiLayer$MyCollection.__find(DBApiLayer.java:296)

at com.mongodb.DB.command(DB.java:152)

at com.mongodb.DBCollection.getCount(DBCollection.java:760)

at com.mongodb.DBCollection.getCount(DBCollection.java:731)

at com.mongodb.DBCollection.count(DBCollection.java:697)

at com.xyz.goods.manager.MongodbManager.count(MongodbManager.java:202)

at com.xyz.goods.service.impl.GoodsServiceImpl.findChanellGoodsCount(GoodsServiceImpl.java:1787)

at com.xyz.goods.service.impl.GoodsServiceImpl.findChanellGoodsCountWithCache(GoodsServiceImpl.java:1739)

- locked <0x00000000fe7e3b50> (a java.lang.String)

示範二：

等待另一個條件發生來將自己喚醒：

"RMI TCP Connection(idle)" daemon prio=10 tid=0x00007fd50834e800 nid=0x56b2 waiting on condition [0x00007fd4f1a59000]

   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (parking)

at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)

- parking to wait for  <0x00000000acd84de8> (a java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack)

at java.util.concurrent.locks.LockSupport.parkNanos(LockSupport.java:198)

at java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack.awaitFulfill(SynchronousQueue.java:424)

at java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack.transfer(SynchronousQueue.java:323)

at java.util.concurrent.SynchronousQueue.poll(SynchronousQueue.java:874)

at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:945)

at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:907)

at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)

1）“TIMED_WAITING (parking)”中的 timed_waiting 指等待狀態，但這裏指定了時間，到達指定的時間後自動退出等待狀態；parking指線程處於掛起中。

2）“waiting on condition”需要與堆棧中的“parking to wait for  <0x00000000acd84de8> (a java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack)” 結合來看。首先，本線程肯定是在等待某個條件的發生，來把自己喚醒。其次，SynchronousQueue 並不是一個隊列，只是線程之間移交信息的機制，當我們把一個元素放入到 SynchronousQueue 中時必須有另一個線程正在等待接受移交的任務，因此這就是本線程在等待的條件。

 

示範三：

"RMI RenewClean-[172.16.50.182:4888]" daemon prio=10 tid=0x0000000040d2c800 nid=0x97e in Object.wait() [0x00007f9ccafd0000]

   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor)

at java.lang.Object.wait(Native Method)

- waiting on <0x0000000799b032d8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)

at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118)

- locked <0x0000000799b032d8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)

at sun.rmi.transport.DGCClient$EndpointEntry$RenewCleanThread.run(DGCClient.java:516)

at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)

 

參考資源：

1）CUBRID，2012，How to Analyze Java Thread Dumps；

2）鄭昀，2013，三個實例演示Java THread Dump日誌分析；

贈圖一枚：