jstack线程dump输出状态解释

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-06-08 08:40 322阅读 0赞

http://java.jr-jr.com/2015/12/09/jstack-state/

执行`jstack`命令，将得到进程的堆栈信息。我一般使用`jstack -l pid`来得到长列表，显示其详细信息。  
有时线程挂起的时候，需要执行`jstack -F pid`来获取。

在实际运行中，往往一次 dump的信息，还不足以确认问题。建议产生三次 dump信息，如果每次 dump都指向同一个问题，我们才确定问题的典型性。堆栈信息只是一种参考，一些正常RUNNING的线程，由于复杂网络环境和IO的影响，也是有问题的，用jstack就无法定位，需要结合对业务代码的理解。

### 线程的状态分析 ###

线程的定义里，有状态：

在dump 文件里，写法可能不太一样：

*  死锁，Deadlock（重点关注）
 *  执行中，Runnable
 *  等待资源，Waiting on condition（重点关注）
 *  等待获取监视器，Waiting on monitor entry（重点关注）
 *  对象等待中，Object.wait() 或 TIMED\_WAITING
 *  暂停，Suspended
 *  阻塞，Blocked（重点关注）
 *  停止，Parked

### Runnable ###

线程正在运行中。一般指该线程正在执行状态中，该线程占用了资源，正在处理某个请求，有可能正在传递SQL到数据库执行，有可能在对某个文件操作，有可能进行数据类型等转换。

### Deadlock ###

<table style="border-collapse:collapse; border-spacing:0px; width:656px; padding:0px; margin:0px"> 
 <tbody> 
 <tr style="width:656px; border-collapse:collapse; padding:0px; margin:0px"> 
 <td style="padding:0px; width:656px; border-collapse:collapse; margin:0px"> <pre style="overflow:auto; font-family:&quot;Roboto Mono&quot;,Monaco,courier,monospace; font-size:0.8em; background-color:rgb(248,248,248); color:rgb(82,82,82); padding:1.2em 1.4em; line-height:1.5em; margin-top:0px; margin-bottom:0px">"t2" prio=6 tid=0x02bcf000 nid=0xc70 waiting for monitor entry [0x02f6f000] 
 java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) 
 at com.demo.DeadLock$2.run(DeadLock.java:40) 
 - waiting to lock &lt;0x22a297a8&gt; (a java.lang.Object) 
 - locked &lt;0x22a297b0&gt; (a java.lang.Object) 
 Locked ownable synchronizers: 
 - None 
"t1" prio=6 tid=0x02bce400 nid=0xba0 waiting for monitor entry [0x02f1f000] 
 java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) 
 at com.demo.DeadLock$1.run(DeadLock.java:25) 
 - waiting to lock &lt;0x22a297b0&gt; (a java.lang.Object) 
 - locked &lt;0x22a297a8&gt; (a java.lang.Object) 
 Locked ownable synchronizers: 
 - None
</pre> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

上面是一个典型的死锁堆栈，t1线程lock在地址`0x22a297a8`，同时t2线程在`waiting to lock`这个地址。更有意思的是，堆栈也记录了发生死锁的代码行数，这对我们定位问题起到很大的帮助。

### Wait on condition ###

**等待资源，或等待某个条件的发生**。具体原因需结合 stacktrace来分析。

* 常见情况是该线程在 sleep，等待 sleep的时间到了时候，将被唤醒。关键字：`TIMED_WAITING`,`sleeping`,`parking`。TIMED\_WAITING可能是调用了有超时参数的wait所引起的。parking指线程处于挂起中。 
 下面是一个典型的sleep引起的`Wait on condition`。
 
 <table style="border-collapse:collapse; border-spacing:0px; width:711px; padding:0px; margin:0px"> 
 <tbody> 
 <tr style="width:711px; border-collapse:collapse; padding:0px; margin:0px"> 
 <td style="padding:0px; width:711px; border-collapse:collapse; margin:0px"> <pre style="overflow:auto; font-family:&quot;Roboto Mono&quot;,Monaco,courier,monospace; font-size:0.8em; background-color:rgb(248,248,248); color:rgb(82,82,82); padding:1.2em 1.4em; line-height:1.5em; margin-top:0px; margin-bottom:0px">"thread-1" prio=10 tid=0x00007fbe985cd000 nid=0x7bc6 waiting on condition [0x00007fbe65848000]
 java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
 at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
 at com.xxx.MonitorManager$2.run(MonitorManager.java:124)
 at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:895)
 at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:918)
 at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)
 </pre> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>
 * 如果发现有大量的线程都在处在 Wait on condition，从线程 stack看，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。可以结合其他网络分析工具定位问题。如下面的堆栈，线程等待在LinkedBlockingQueue上等待数据的生成。
 * 如果堆栈信息明确是应用代码，则证明该线程正在等待资源。一般是大量读取某资源，且该资源采用了资源锁的情况下，线程进入等待状态，等待资源的读取。
 
 <table style="border-collapse:collapse; border-spacing:0px; width:934px; padding:0px; margin:0px"> 
 <tbody> 
 <tr style="width:934px; border-collapse:collapse; padding:0px; margin:0px"> 
 <td style="padding:0px; width:934px; border-collapse:collapse; margin:0px"> <pre style="overflow:auto; font-family:&quot;Roboto Mono&quot;,Monaco,courier,monospace; font-size:0.8em; background-color:rgb(248,248,248); color:rgb(82,82,82); padding:1.2em 1.4em; line-height:1.5em; margin-top:0px; margin-bottom:0px">"IoWaitThread" prio=6 tid=0x0000000007334800 nid=0x2b3c waiting on condition [0x000000000893f000]
 java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
 at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
 - parking to wait for &lt;0x00000007d5c45850&gt; (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.LinkedBlockingDeque.takeFirst(LinkedBlockingDeque.java:440)
 at java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque.take(LinkedBlockingDeque.java:629)
 at com.xxx.ThreadIoWaitState$IoWaitHandler2.run(ThreadIoWaitState.java:89)
 at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)
 </pre> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
 </table>

### Waiting on monitor entry和Object.wait() ###

**意味着线程在等待进入一个临界区**  
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。  
![java-entry-set-wait-set.png][]

*  所有期待获得锁的线程，在锁已经被其它线程拥有的时候，这些期待获得锁的线程就进入了`Object Lock`的`entry set`区域。
 *  所有曾经获得过锁，但是由于其它必要条件不满足而需要wait的时候，线程就进入了`Object Lock`的`wait set`区域 。
 *  在`wait set`区域的线程获得`notify/notifyAll`通知的时候，随机的一个Thread（notify）或者是全部的Thread（notifyALL）从Object Lock的wait set区域进入了entry set中。
 *  在当前拥有锁的线程释放掉锁的时候，处于该`Object Lock`的`entryset`区域的线程都会抢占该锁，但是只能有任意的一个Thread能取得该锁，而其他线程依然在`entry set`中等待下次来抢占到锁之后再执行。

看下面的堆栈，线程在等待数据库连接池返回一个可用的链接

<table style="border-collapse:collapse; border-spacing:0px; width:776px; padding:0px; margin:0px"> 
 <tbody> 
 <tr style="width:776px; border-collapse:collapse; padding:0px; margin:0px"> 
 <td style="padding:0px; width:776px; border-collapse:collapse; margin:0px"> <pre style="overflow:auto; font-family:&quot;Roboto Mono&quot;,Monaco,courier,monospace; font-size:0.8em; background-color:rgb(248,248,248); color:rgb(82,82,82); padding:1.2em 1.4em; line-height:1.5em; margin-top:0px; margin-bottom:0px">" DB-Processor-13" daemon prio=5 tid=0x003edf98 nid=0xca waiting for monitor entry [0x000000000825f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
 at beans.ConnectionPool.getConnection(ConnectionPool.java:102)
 - waiting to lock &lt;0xe0375410&gt; (a beans.ConnectionPool)
 at xxx.getTodayCount(ServiceCnt.java:111)
 at xxx.ServiceCnt.insertCount(ServiceCnt.java:43)
"DB-Processor-14" daemon prio=5 tid=0x003edf98 nid=0xca waiting for monitor entry [0x000000000825f020]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
 at beans.ConnectionPool.getConnection(ConnectionPool.java:102)
 - waiting to lock &lt;0xe0375410&gt; (a beans.ConnectionPool)
 at xxx.ServiceCnt.getTodayCount(ServiceCnt.java:111)
 at xxx.ServiceCnt.insertCount(ServiceCnt.java:43)
" DB-Processor-3" daemon prio=5 tid=0x00928248 nid=0x8b waiting for monitor entry [0x000000000825d080]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
 at oracle.jdbc.driver.OracleConnection.isClosed(OracleConnection.java:570)
 - waiting to lock &lt;0xe03ba2e0&gt; (a oracle.jdbc.driver.OracleConnection)
 at beans.ConnectionPool.getConnection(ConnectionPool.java:112)
 - locked &lt;0xe0386580&gt; (a java.util.Vector)
 - locked &lt;0xe0375410&gt; (a beans.ConnectionPool)
 at xxx.Cue_1700c.GetNationList(Cue_1700c.java:66)
 at org.apache.jsp.cue_1700c_jsp._jspService(cue_1700c_jsp.java:120)
</pre> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

### Blocked ###

线程阻塞，是指当前线程执行过程中，所需要的资源长时间等待却一直未能获取到，被容器的线程管理器标识为阻塞状态，可以理解为等待资源超时的线程。  
如果线程处于Blocked状态，但是原因不清楚。可以使用`jstack -m pid`得到线程的mixed信息。

例如，以上信息表明，线程在尝试进入同步块时阻塞了。

### 关于concurrent的Lock ###

在JDK 5.0中，引入了`Lock`机制，从而使开发者能更灵活的开发高性能的并发多线程程序，可以替代以往JDK中的`synchronized`和`Monitor`的机制。但是，要注意的是，因为Lock类只是一个普通类，JVM无从得知Lock对象的占用情况，所以在线程DUMP中，也不会包含关于 Lock的信息，关于死锁等问题，就不如用 synchronized的编程方式容易识别。

### jstack解决CPU过高的问题 ###

> 第一步，找到占用cpu最高的一个线程  
> 方法一：`top -p [pid]`  
> 方法二：`ps -mo spid,lwp,stime,time,%cpu -p [pid]`  
> 方法三：直接`top`,然后`shift+h`  
> 第二步，将其转化成16进制。假使我们得到的线程号为n，接下来将它转成16进制，记为spid  
> 方法一：`echo "obase=64;n"|bc`  
> 方法二：`printf 0x%x n`  
> 下一步，执行`jstack -l pid| grep spid -A 100` 打印后面100行分析问题

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