如何使用jstack分析线程状态

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背景

记得前段时间，同事说他们测试环境的服务器cpu使用率一直处于100%，本地又没有什么接口调用，为何会这样？cpu使用率居高不下，天然是有某些线程一直占用着cpu资源，那又如何查看占用cpu较高的线程？

 

固然一个正常的程序员不会写出上述代码，这里只是为了让一个线程占用较高的cpu资源（while循环执行逻辑会一直占用线程致使接近100%的cpu占用（若是是wait()挂起线程则不会），若是是多核如4核则一个应用程序cpu占用达到400%也是可能的）。

top命令

在linux环境下，能够经过top命令查看各个进程的cpu使用状况，默认按cpu使用率排序

 

一、上图中能够看出pid为23344的java进程占用了较多的cpu资源；
二、经过top -Hp 23344能够查看该进程下各个线程的cpu使用状况；

（注意， top -Hp 23344后显示以下图，这里的PID则不是进程id了而是进程23344的各个线程id）

 

上图中能够看出pid为25077的线程占了较多的cpu资源，利用jstack命令能够继续查看该线程当前的堆栈状态（jstack是经过查看进程详情来查看进程里线程的状态）。

jstack命令

经过top命令定位到cpu占用率较高的线程以后，继续使用jstack pid（进程id）命令查看当前java进程的堆栈状态

 

（上面的nid就是线程id，不过它是十六进制的；最前面""括起来的是线程名；由下往上看打印信息才是时间顺序）

jstack命令生成的thread dump信息包含了JVM中全部存活的线程，为了分析指定线程，必须找出对应线程的调用栈，应该如何找？

在top命令中，已经获取到了占用cpu资源较高的线程pid，将该pid转成16进制的值，在thread dump中每一个线程都有一个nid，找到对应的nid便可；隔段时间再执行一次stack命令获取thread dump，区分两份dump是否有差异，在nid=0x246c的线程调用栈中，发现该线程一直在执行JstackCase类的内部类Task第33行的calculate方法，获得这个信息，就能够检查对应的代码是否有问题。

经过thread dump分析线程状态

除了上述的分析，大多数状况下会基于thead dump分析当前各个线程的运行状况，如是否存在死锁、是否存在一个线程长时间持有锁不放等等。

在dump中，线程通常存在以下几种状态：
一、RUNNABLE，线程处于执行中
二、BLOCKED，线程被阻塞
三、WAITING，线程正在等待

4. TIMED_WAITING，这个通常是指这个线程是Timer按期执行任务，可是当前处于waiting状态

实例1：多线程竞争synchronized锁

 

很明显：线程1获取到锁，处于RUNNABLE状态，线程2处于BLOCK状态
一、locked <0x000000076bf62208>说明线程1对地址为0x000000076bf62208对象进行了加锁；
二、waiting to lock <0x000000076bf62208> 说明线程2在等待地址为0x000000076bf62208对象上的锁；
三、waiting for monitor entry [0x000000001e21f000]说明线程2是经过synchronized关键字进入了监视器的临界区等待，并处于"Entry Set"队列，等待monitor，具体实现能够参考深刻分析synchronized的JVM实现；

实例2：经过wait挂起线程

static class Task implements Runnable { @Override public void run() { synchronized (lock) { try { lock.wait(); //TimeUnit.SECONDS.sleep(100000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }

dump结果

 

线程1和2都处于WAITING状态
一、线程1和2都是先locked <0x000000076bf62500>，再waiting on <0x000000076bf62500>，之因此先锁再等同一个对象，是由于wait方法须要先经过synchronized得到该地址对象的monitor；
二、waiting on <0x000000076bf62500>说明线程执行了wait方法以后，释放了monitor，进入到"Wait Set"队列，等待其它线程执行地址为0x000000076bf62500对象的notify方法，并唤醒本身，具体实现能够参考深刻分析Object.wait/notify实现机制；