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，才能診斷具體什麼病症，是死鎖綜合徵，還是死循環等其他病症，本文我們一起來學習jstack命令~
jstack 的功能
jstack用法
線程狀態等基礎回顧
實戰案例1：jstack 分析死鎖
實戰案例2：jstack 分析CPU 過高
jstack 的功能
jstack是JVM自帶的Java堆棧跟蹤工具，它用於打印出給定的java進程ID、core file、遠程調試服務的Java堆棧信息.
jstack prints Java stack traces of Java threads for a given Java process or
core file or a remote debug server.
jstack命令用於生成虛擬機當前時刻的線程快照。
線程快照是當前虛擬機內每一條線程正在執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長時間停頓的原因， 如線程間死鎖、死循環、請求外部資源導致的長時間等待等問題。
線程出現停頓的時候通過jstack來查看各個線程的調用堆棧，就可以知道沒有響應的線程到底在後臺做什麼事情，或者等待什麼資源。
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，從而可以輕鬆地知道java程序是如何崩潰和在程序何處發生問題。
另外，jstack工具還可以附屬到正在運行的java程序中，看到當時運行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果現在運行的java程序呈現hung的狀態，jstack是非常有用的。
jstack用法
jstack 命令格式如下
jstack [ option ] pid
jstack [ option ] executable core
jstack [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP
executable Java executable from which the core dump was produced.(可能是產生core dump的java可執行程序)
core 將被打印信息的core dump文件
remote-hostname-or-IP 遠程debug服務的主機名或ip
server-id 唯一id,假如一臺主機上多個遠程debug服務
最常用的是
jstack [option] <pid> // 打印某個進程的堆棧信息
option參數說明如下：
| 選項 | 作用 |
|---|---|
| -F | 當正常輸出的請求不被響應時，強制輸出線程堆棧 |
| -m | 如果調用到本地方法的話，可以顯示C/C++的堆棧 |
| -l | 除堆棧外，顯示關於鎖的附加信息，在發生死鎖時可以用jstack -l pid來觀察鎖持有情況 |
線程狀態等基礎回顧
線程狀態簡介
jstack用於生成線程快照的，我們分析線程的情況，需要複習一下線程狀態吧，拿小凳子坐好，複習一下啦~
Java語言定義了6種線程池狀態：
New：創建後尚未啓動的線程處於這種狀態，不會出現在Dump中。
RUNNABLE：包括Running和Ready。線程開啓start（）方法，會進入該狀態，在虛擬機內執行的。
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域的時候，線程將進入這種狀態，在等待監視器鎖。
結束（Terminated）：已終止線程的線程狀態，線程已經結束執行。
Dump文件的線程狀態一般其實就以下3種：
RUNNABLE，線程處於執行中
BLOCKED，線程被阻塞
WAITING，線程正在等待
Monitor 監視鎖
因爲Java程序一般都是多線程運行的，Java多線程跟監視鎖環環相扣，所以我們分析線程狀態時，也需要回顧一下Monitor監視鎖知識。
有關於線程同步關鍵字Synchronized與監視鎖的愛恨情仇，有興趣的夥伴可以看一下我這篇文章Synchronized解析——如果你願意一層一層剝開我的心
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，線程狀態是Waiting for monitor entry。
當某個線程成功獲取對象的monitor後,進入Owner區域，它就是Active Thread。
如果線程調用了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in Object.wait()
如果其他線程調用 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區域。
Dump 文件分析關注重點
runnable，線程處於執行中
deadlock，死鎖（重點關注）
blocked，線程被阻塞 （重點關注）
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 等待獲取監視器（重點關注）
Waiting on condition，等待資源（重點關注），最常見的情況是線程在等待網絡的讀寫
實戰案例1：jstack 分析死鎖問題
什麼是死鎖？
如何用jstack排查死鎖？
什麼是死鎖？
死鎖是指兩個或兩個以上的線程在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，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() {
@Override
public 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() {
@Override
public 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();
}
}
運行結果：
jstack排查Java死鎖步驟
在終端中輸入jsp查看當前運行的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查看當前運行的java程序
23780DeathLockTest
使用 jstack -l pid 查看線程堆棧信息
mythread-tianluo 等待這個鎖 “0x00000000d61ae3a0”，這個鎖是由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的線程處於等待（waiting）狀態，持有“0x00000000d61ae3d0”鎖，等待“0x00000000d61ae3a0”的鎖
“mythread-jay"線程堆棧信息分析如下：
mythread-tianluo的線程處於等待（waiting）狀態，持有“0x00000000d61ae3a0”鎖，等待“0x00000000d61ae3d0”的鎖
實戰案例2：jstack 分析CPU過高問題
來個導致CPU過高的demo程序，一個死循環，哈哈~
/**
* 有個導致CPU過高程序的demo，死循環
*/
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
2.top -Hp pid
3. jstack pid
4. jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
5. 分析堆棧信息
1.top
在服務器上，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
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：
3. jstack pid
通過top命令定位到cpu佔用率較高的線程之後，接着使用jstack pid命令來查看當前java進程的堆棧狀態， jstack21350後，內容如下：
4. jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
其實，前3個步驟，堆棧信息已經出來啦。但是一般在生成環境，我們可以把這些堆棧信息打到一個文件裏，再回頭仔細分析哦~
5. 分析堆棧信息
我們把佔用cpu資源較高的線程pid（本例子是21350），將該pid轉成16進制的值
這個時候，可以去檢查代碼是否有問題啦~ 當然，也建議隔段時間再執行一次stack命令，再一份獲取thread dump，畢竟兩次拍片結果（jstack）對比，更準確嘛~
參考與感謝
jvm 性能調優工具之 jstack （https://www.jianshu.com/p/025cb069cb69）
如何使用jstack分析線程狀態 （https://www.jianshu.com/p/6690f7e92f27）
Java命令學習系列（二）—Jstack（http://www.hollischuang.com/archives/110）
個人公衆號
覺得寫得好的小夥伴給個點贊+關注啦，謝謝~
如果有寫得不正確的地方，麻煩指出，感激不盡。
同時非常期待小夥伴們能夠關注我公衆號，後面慢慢推出更好的乾貨~嘻嘻
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