Jstack命令实战-jstack日志线程状态分析
前面我们讲过了内存过高，持久不下的场景，很有可能是内存泄漏，或者该回收的对象没有回收，或者是自己的内存参数设置的有问题，无法回收垃圾对象导致的，但是这一部分只是分析内存过高的问题
在实际的项目中，我们不仅仅会碰到内存过高，另一个经常遇见的就是 CPU过高，CPU过高 也是经常出现的事情，出现的原因也是各种各样的，一旦遇到CPU过高，我们就需要有一定的技能去解决 CPU过高 的问题，这就是Jstack命令的作用
今天我们就是用Jstack命令，看下是否能够解决CPU过高的问题，定位到问题，解决问题
1.Jstack 命令详解
什么是Jstack命令，Jstack 是生成Java虚拟机当前时刻的线程快照，用于保存当前线程快照便于堆栈跟踪的，它有什么作用？
- 定位线程长时间停顿原因
- 定位线程死锁问题
- 定位线程死循环问题
- 定位线程阻塞问题
这些问题都是导致CPU过高的原因，下面我们来介绍一下Jstack的使用
C:\Users\jzj>jstack -options
Usage:
jstack [-l] <pid>
(to connect to running process)
jstack -F [-m] [-l] <pid>
(to connect to a hung process)
jstack [-m] [-l] <executable> <core>
(to connect to a core file)
jstack [-m] [-l] [server_id@]<remote server IP or hostname>
(to connect to a remote debug server)
Options:
-F to force a thread dump. Use when jstack <pid> does not respond (process is hung)
-m to print both java and native frames (mixed mode)
-l long listing. Prints additional information about locks
-h or -help to print this help message
2.Jstack实战
首先先启动Springboot程序， jps查看java进程信息 JvmtestApplication 进程PID 28596
E:\setup\jar>jps
9792 KotlinCompileDaemon
28596 JvmtestApplication
29560
10028 Launcher
14140 Jps
4908 RemoteMavenServer36
E:\setup\jar>
3.jstack [-option] pid 打印进程堆栈信息 必会
执行jstack [-option] pid 可以打印某个java进程的堆栈信息，上面我们已经知道了28596是我们的进程PID信息，jstack 有哪些参数
- -F 当进程假死的时候，比如CPU很高的时候，jstack指令无响应的时候，强制打印堆栈信息
- -m 打印包含Java和C/C++的混合模式堆栈跟踪
- -l 打印锁的信息 l代表lock 锁的意思
- -h help信息，帮助信息
下面我们一一看下 jstack 28596 打印进程堆栈信息 如下：
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.181-b13 mixed mode):
"DestroyJavaVM" #27 prio=5 os_prio=0 tid=0x00000000038d5000 nid=0x467c waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"http-nio-8078-Acceptor" #26 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001b52c800 nid=0x4f90 runnable [0x000000001cdfe000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl.accept0(Native Method)
at sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl.accept(ServerSocketChannelImpl.java:422)
at sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl.accept(ServerSocketChannelImpl.java:250)
- locked <0x00000000fe08a0f8> (a java.lang.Object)
at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint.serverSocketAccept(NioEndpoint.java:540)
at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint.serverSocketAccept(NioEndpoint.java:78)
at org.apache.tomcat.util.net.Acceptor.run(Acceptor.java:106)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"container-0" #24 prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001b44a000 nid=0x575c waiting on condition [0x000000001c9ff000]
java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at org.apache.catalina.core.StandardServer.await(StandardServer.java:563)
at org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatWebServer$1.run(TomcatWebServer.java:197)
"Catalina-utility-2" #23 prio=1 os_prio=-2 tid=0x000000001b17f000 nid=0x4f74 waiting on condition [0x000000001c8fe000]
java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (parking)
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x00000000fc3be108> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.parkNanos(LockSupport.java:215)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.awaitNanos(AbstractQueuedSynchronizer.java:2078)
at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1093)
at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:809)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"Catalina-utility-1" #22 prio=1 os_prio=-2 tid=0x000000001b17e800 nid=0x41e0 waiting on condition [0x000000001c7ff000]
java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x00000000fc3be108> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1088)
at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:809)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"RMI TCP Accept-0" #14 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000019b69000 nid=0x52d8 runnable [0x000000001a37e000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at java.net.DualStackPlainSocketImpl.accept0(Native Method)
at java.net.DualStackPlainSocketImpl.socketAccept(DualStackPlainSocketImpl.java:131)
at java.net.AbstractPlainSocketImpl.accept(AbstractPlainSocketImpl.java:409)
at java.net.PlainSocketImpl.accept(PlainSocketImpl.java:199)
- locked <0x00000000fa2579e8> (a java.net.SocksSocketImpl)
at java.net.ServerSocket.implAccept(ServerSocket.java:545)
at java.net.ServerSocket.accept(ServerSocket.java:513)
at sun.management.jmxremote.LocalRMIServerSocketFactory$1.accept(LocalRMIServerSocketFactory.java:52)
at sun.rmi.transport.tcp.TCPTransport$AcceptLoop.executeAcceptLoop(TCPTransport.java:405)
at sun.rmi.transport.tcp.TCPTransport$AcceptLoop.run(TCPTransport.java:377)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"C2 CompilerThread0" #8 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018e75000 nid=0x5640 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Monitor Ctrl-Break" #7 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018ebb800 nid=0x3500 runnable [0x000000001945e000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178)
- locked <0x00000000fa231298> (a java.io.InputStreamReader)
at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184)
at java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:161)
at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:324)
- locked <0x00000000fa231298> (a java.io.InputStreamReader)
at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:389)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMainV2$1.run(AppMainV2.java:64)
"Attach Listener" #6 daemon prio=5 os_prio=2 tid=0x00000000180eb800 nid=0x5bd0 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=1 tid=0x00000000180c4000 nid=0x5a94 in Object.wait() [0x0000000018bee000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000fa2d7258> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:144)
- locked <0x00000000fa2d7258> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:165)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:216)
"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=2 tid=0x00000000180bd800 nid=0x1f10 in Object.wait() [0x0000000018aef000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000fa257c18> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
- locked <0x00000000fa257c18> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)
"VM Thread" os_prio=2 tid=0x0000000018099000 nid=0x4cd4 runnable
"Gang worker#0 (Parallel GC Threads)" os_prio=2 tid=0x00000000038ed800 nid=0x5d38 runnable
"VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x0000000019b76000 nid=0x56ec waiting on condition
JNI global references: 1334
4.Jstack 分析线程状态
我们可以看到 有下面这些 信息 ，可以看到 大概的线程状态 打印出来的有这么几种
- java.lang.Thread.State: RUNNABLE
- java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
- java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
- java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
其实通过jstack 线程堆栈Dump文件，只会产生 3种状态
- RUNNABLE，线程处于执行中
- BLOCKED，线程被阻塞
- WAITING，线程等待
这些 Runnable ， waiting， time waiting, sleep 等状态，其实都是线程的状态，那么线程有哪些状态呢？ 1. Java语言定义了6种线程池状态：
- New：新建状态
- 我们newThread() 创建线程，尚未启动的线程也就是没有调用start的时候，线程处于这种状态，在我们jstack命令执行过程中，是不会出现new线程状态
- RUNNABLE：运行状态
- 运行状态包括Running 运行中和Ready就绪状态都成为 Runnable可运行状态
- 线程开启start()方法,线程才会可能真正的运行起来，执行start后，线程会进入Ready状态，表示当前线程已经准备好，随时等待CPU资源启动线程
- 就绪状态Ready是线程 转换为 运行状态的唯一入口
- Runnable 表示线程处于运行中，是活跃线程
- Waiting：等待状态
- 没有时间限制，无限的等待另一个线程的特定操作
- Timed Waiting：有时间限制的的等待
- 有限时间内，等待另一个线程的特定操作
- 阻塞（Blocked）：阻塞状态
- 在程序等待进入同步区域 synchronize的时候，线程将进入这种状态，在等待 监视器锁
- 结束（Terminated）：结束状态
- 已终止线程的线程状态，线程已经结束执行。
既然线程有这么多状态，那么每种状态之间是如何切换的，或者每种状态是如何产生的？
5.线程状态转换过程
下面我们用这张图来说明线程状态的转换过程
- 创建线程，我们通过程序 new Thread 创建线程，这时候就进入了New状态
- 线程调用start() 方法，然后此线程就会进入就绪状态，就绪状态是不会立即运行的，只有CPU时间片轮转，资源分到了该线程，该线程才会启动
- 线程抢占到CPU时间片后，线程会进入运行状态，开始执行run()方法
- 线程运行过程中，因为某种原因放弃了CPU的使用权，该线程就处于阻塞状态，暂停运行
- 阻塞状态分为3种 等待阻塞， 同步阻塞， 其他阻塞
- 等待阻塞 就是线程执行了wait()方法， 该线程释放所有的资源，进入等待池，wait状态是不会主动苏醒的，必须依靠其他线程主动的调用notify或者notifyAll 唤醒方法，才能被唤醒，被唤醒后，它处于 Ready状态中，等待CPU资源，执行线程
- 同步阻塞 就是运行的线程遇到了对象的同步锁，比如synchronized, 如果该同步锁现在被其他对象持有，还未释放，那么JVM会把当前线程放入到 同步锁池中，监听锁释放消息，拿到锁才能变为 Ready状态
- 其他阻塞 就是线程遇到其他请求比如执行 sleep()方法，或者执行 join()方法 或者 发出了I/O请求，都会使当前线程处于阻塞状态， 当sleep超时，或者 join等待线程终止/超时， 或者I/O请求处理完毕， 线程就会重返Ready就绪状态
- 线程运行完毕，或者Interrupt中断，就会结束线程生命周期，这时候线程处于终止状态
我们讲解了Jstack的用法，在分析jstack日志的时候我们了解了线程的状态，线程分为5种状态，New新建，Runnable运行/就绪，Waiting等待，Blocking阻塞，Terminated终止等状态，了解了状态切换信息 下一篇我们介绍线程常用的方法
