jstack生成及分析线上问题

1. 生成 jstack 日志

• 命令：

  jstack <pid> > thread_dump.txt  # 直接生成线程转储
  # 或使用更现代的 jcmd 工具：
  jcmd <pid> Thread.print > thread_dump.txt
  

  <pid> 是 Java 进程的 ID，可通过 jps 或 ps -ef | grep java 查看。

• 建议：在问题发生时多次生成日志（例如间隔 5-10 秒），便于对比分析。

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2. 理解线程转储结构

一个典型的线程转储包含以下信息：

• 线程状态：如 RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING。
• 线程栈轨迹：显示线程当前执行的方法调用链。
• 锁信息：线程持有的锁或等待的锁（如 0x000000076bf0f7d8）。
• 守护线程/用户线程：标识线程类型。

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3. 关键分析步骤

(1) 定位死锁

• 搜索关键字：在日志中查找 deadlock 或 Found one Java-level deadlock。

• 查看死锁详情：死锁的线程会明确标识，并显示相互等待的锁资源。

• 示例：

  "Thread-1" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f01340cc800 waiting for monitor entry [0x00007f00f1efd000]
     java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
      at com.example.DeadlockExample.methodB(DeadlockExample.java:25)
      - waiting to lock <0x000000076bf0f7d8> (a java.lang.Object)
      - locked <0x000000076bf0f7e8> (a java.lang.Object)
  

(2) 分析高 CPU 占用

• 步骤：

  1. 使用 top -H -p <pid> 或 pidstat -t -p <pid> 查找占用 CPU 高的线程 ID。
  2. 将线程 ID 转换为十六进制（如线程 ID 12345 → 0x3039）。
  3. 在 jstack 日志中搜索该十六进制 ID（nid=0x3039），查看线程的栈轨迹。

• 常见原因：

  • 循环未退出（如 while(true) 无休眠）。
  • 密集计算（如复杂算法、正则表达式）。
  • 锁竞争激烈（大量线程处于 BLOCKED 状态）。

(3) 检查线程阻塞（WAITING/BLOCKED）

• 常见场景：

  • WAITING (on object monitor)：线程在等待 wait() 或 notify()。
  • BLOCKED (on object monitor)：线程在等待进入同步块或获取锁。
  • TIMED_WAITING (sleeping)：线程调用了 sleep() 或 join(timeout)。

• 关注点：

  • 大量线程处于 BLOCKED 状态可能表明锁竞争。
  • 长时间 WAITING 可能是资源未释放或任务调度问题。

(4) 识别资源等待

• I/O 或网络操作：线程可能在等待数据库、HTTP 响应或文件读写。

  "http-nio-8080-exec-1" #20 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f01340cc800 runnable [0x00007f00f1efd000]
     java.lang.Thread.State: RUNNABLE
      at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
      at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
  

  • 如果大量线程卡在 socketRead，可能是下游服务响应慢。

(5) 检查线程池问题

• 线程池中的线程若长期空闲或任务堆积，可能表明任务分配不均或队列过长。

• 示例：

  "pool-1-thread-1" #15 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f01340cc800 waiting on condition [0x00007f00f1efd000]
     java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
      at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
      - parking to wait for  <0x000000076bf0f7d8> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
  

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4. 工具辅助分析

• VisualVM：可视化分析线程状态和锁竞争。
• FastThread（在线工具）：上传 jstack 日志自动生成分析报告，链接。
• IDEA 插件：如 jstack-analyzer，提供代码级关联。
• grep/sed/awk：通过命令行快速筛选关键信息（如 grep "BLOCKED" thread_dump.txt）。

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5. 常见问题模式

现象	可能原因	解决方案
大量 BLOCKED 线程	锁竞争激烈	优化锁粒度或使用无锁数据结构
线程长期 WAITING	资源未释放或任务饥饿	检查 notify()/notifyAll() 调用
高 CPU 线程处于 RUNNABLE	死循环或密集计算	优化算法或增加休眠
线程卡在 I/O 操作	外部服务响应慢或网络问题	优化下游服务或设置超时

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6. 注意事项

• 单次 jstack 日志可能不足以定位问题，需结合多次日志和监控工具（如 jstat、jmap）。
• 线程状态是瞬时的，需结合系统监控（如 CPU、内存、磁盘 I/O）综合分析。
• 生产环境中建议使用 APM 工具（如 Arthas、SkyWalking）实时监控线程状态。

通过以上步骤，可以系统性地分析 jstack 日志，定位性能瓶颈或死锁问题。