jstack介绍
jstack 是java虚拟机自带的一种堆栈跟踪工具。jstack用于打印出给定的java进程ID或core file或远程调试服务的Java堆栈信息，如果是在64位机器上，需要指定选项"-J-d64"，Windows的jstack使用方式只支持以下的这种方式：
jstack [-l] pid主要分为两个功能：
- 针对活着的进程做本地的或远程的线程dump
- 针对core文件做线程dump
jstack用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。
线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。
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什么事情，或者等待什么资源。
如果java程序崩溃生成core文件，jstack工具可以用来获得core文件的java stack和native stack的信息，从而可以轻松地知道java程序是如何崩溃和在程序何处发生问题。
另外，jstack工具还可以附属到正在运行的java程序中，看到当时运行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果现在运行的java程序呈现hung的状态，jstack是非常有用的。
So，jstack命令主要用来查看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)給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。
Monitor（监视器）
在多线程的 JAVA程序中，实现线程之间的同步，就要说说 Monitor。 Monitor是 Java中用以实现线程之间的互斥与协作的主要手段，它可以看成是对象或者 Class的锁。每一个对象都有，也仅有一个 monitor。下 面这个图，描述了线程和 Monitor之间关系，以 及线程的状态转换图：
- 进入区(Entrt Set)：表示线程通过synchronized要求获取对象的锁。如果对象未被锁住，则进入拥有者；否则则在进入区等待。一旦对象锁被其他线程释放，立即参与竞争。
- 拥有者(The Owner)：表示某一线程成功竞争到对象锁。
- 等待区(Wait Set)：表示线程通过对象的wait方法,释放对象的锁,并在等待区等待被唤醒。
从图中可以看出，一个 Monitor在某个时刻，只能被一个线程拥有，该线程就是 “Active Thread”，而其它线程都是 “Waiting Thread”，分别在两个队列 “ Entry Set”和 “Wait Set”里面等候。在 “Entry Set”中等待的线程状态是 “Waiting for monitor entry”，而在“Wait Set”中等待的线程状态是 “in Object.wait()”。 先看 “Entry Set”里面的线程。我们称被 synchronized保护起来的代码段为临界区。当一个线程申请进入临界区时，它就进入了 “Entry Set”队列。对应的 code就像：
synchronized(obj) {
//.........
}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,在迚入区等待。
waiting on <地址> 目标：使用synchronized申请对象锁成功后,释放锁幵在等待区等待。
parking to wait for <地址> 目标locked
at oracle.jdbc.driver.PhysicalConnection.prepareStatement
- locked <0x00002aab63bf7f58> (a oracle.jdbc.driver.T4CConnection)
at oracle.jdbc.driver.PhysicalConnection.prepareStatement
- locked <0x00002aab63bf7f58> (a oracle.jdbc.driver.T4CConnection)
at com.jiuqi.dna.core.internal.db.datasource.PooledConnection.prepareStatement通过synchronized关键字，成功获取到了对象的锁，成为监视器的拥有者，在临界区内操作。对象锁是可以线程重入的。
waiting to lock
at com.jiuqi.dna.core.impl.CacheHolder.isVisibleIn(CacheHolder.java:165)
- waiting to lock <0x0000000097ba9aa8> (a CacheHolder)
at com.jiuqi.dna.core.impl.CacheGroup$Index.findHolder
at com.jiuqi.dna.core.impl.ContextImpl.find
at com.jiuqi.dna.bap.basedata.common.util.BaseDataCenter.findInfo通过synchronized关键字，没有获取到了对象的锁，线程在监视器的进入区等待。在调用栈顶出现，线程状态为Blocked。
waiting on
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000da2defb0> (a WorkingThread)
at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingManager.getWorkToDo
- locked <0x00000000da2defb0> (a WorkingThread)
at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread.run通过synchronized关键字,成功获取到了对象的锁后,调用了wait方法,进入对象的等待区等待。在调用栈顶出现,线程状态为WAITING或TIMED_WATING。
parking to wait for
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()。
Wait on condition 该状态出现在线程等待某个条件的发生。具体是什么原因，可以结合 stacktrace来分析。 最常见的情况就是线程处于sleep状态，等待被唤醒。 常见的情况还有等待网络IO：在java引入nio之前，对于每个网络连接，都有一个对应的线程来处理网络的读写操作，即使没有可读写的数据，线程仍然阻塞在读写操作上，这样有可能造成资源浪费，而且给操作系统的线程调度也带来压力。在 NewIO里采用了新的机制，编写的服务器程序的性能和可扩展性都得到提高。 正等待网络读写，这可能是一个网络瓶颈的征兆。因为网络阻塞导致线程无法执行。一种情况是网络非常忙，几 乎消耗了所有的带宽，仍然有大量数据等待网络读 写；另一种情况也可能是网络空闲，但由于路由等问题，导致包无法正常的到达。所以要结合系统的一些性能观察工具来综合分析，比如 netstat统计单位时间的发送包的数目，如果很明显超过了所在网络带宽的限制 ; 观察 cpu的利用率，如果系统态的 CPU时间，相对于用户态的 CPU时间比例较高；如果程序运行在 Solaris 10平台上，可以用 dtrace工具看系统调用的情况，如果观察到 read/write的系统调用的次数或者运行时间遥遥领先；这些都指向由于网络带宽所限导致的网络瓶颈。
jstack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’没有响应的时候，强制打印线程堆栈信息，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
- pid 需要被打印配置信息的java进程id，可以用jps查询
使用示例
jstack pid
~$ jps -ml
org.apache.catalina.startup.Bootstrap
~$ jstack 5661
2013-04-16 21:09:27
Full thread dump Java HotSpot(TM) Server VM (20.10-b01 mixed mode):
"Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x70e95400 nid=0x2265 waiting on condition [0x00000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"http-bio-8080-exec-20" daemon prio=10 tid=0x08a35800 nid=0x1d42 waiting on condition [0x70997000]
java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x766a27b8> (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.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:399)
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:104)
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:32)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:947)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:907)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)死循环
- 写个死循环代码
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
while (true) {
}
}
}- 运行代码
- cmd中执行jps查看程序进程id
C:\Users\Think>jps -l
35600 com.jvm.jstack.Demo1进程id为 35600
- 输入jstack 35600命令，找到跟我们自己代码相关的线程，如下为main线程，处于runnable状态，在main方法的第8行，也就是我们死循环的位置
Object.wait()情况
执行下列代码：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Demo2 {
static class TestTask implements Runnable {
@Override
public void run() {
synchronized (this) {
try {
//等待被唤醒
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
ExecutorService ex = Executors.newFixedThreadPool(1);
ex.execute(new TestTask());
}
}
死锁情况
- 死锁代码
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
ExecutorService ex = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 起10个线程
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int order = i % 2 == 0 ? 1 : 0;
ex.execute(new TestTask(order, obj1, obj2));
}
}
static class TestTask implements Runnable {
private Object obj1;
private Object obj2;
private int order;
public TestTask(int order, Object obj1, Object obj2) {
this.order = order;
this.obj1 = obj1;
this.obj2 = obj2;
}
public void test1() throws InterruptedException {
synchronized (obj1) {
synchronized (obj2) {
System.out.println("test。。。");
}
}
}
public void test2() throws InterruptedException {
synchronized (obj2) {
synchronized (obj1) {
System.out.println("test。。。");
}
}
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
if (this.order == 1) {
this.test1();
} else {
this.test2();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}- 运行上面代码产生死锁
- 我们先通过jsp查找到程序的进程，然后通过jstack查看线程堆栈，很快就可以发现死锁
等待io
- 运行代码
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class Demo5 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
InputStream is = System.in;
int i = is.read();
System.out.println("exit。");
}
}- 和上面一样，jps获取进程，jstack获取线程堆栈信息
