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一、常用命令
- jps: 查看本机的Java中进程信息。
- jstack: 打印线程的执行栈信息。
- jmap: 打印内存映射,制作堆Dump。
- jstat: 性能监控工具。
- jhat: 内存分析工具。
- jconsole:简易的可视化控制台。
- jvisualvm:功能强大的控制台。
二、什么是Java Dump
Java虚拟机的运行时快照。将Java虚拟机运行时的状态和信息保存到文件。
线程Dump,包含所有线程的运行状态。纯文本格式。
堆Dump,包含线程Dump,包含所有堆对象的状态。二进制格式。
- Java Dump有什么用？
补足传统Bug分析手段的不足: 可在任何Java环境使用;信息量充足。 针对非功能正确性的Bug,主要为:多线程幵发、内存泄漏。
三、JPS 命令
查看显示当前用户所有java进程的pid信息，类似 ps -ef | grep java ，且更通用，可以查看所有进程。
- 实现机制:
jdk中的jps命令可以显示当前运行的java进程以及相关参数，它的实现机制如下：
java程序在启动以后，会在java.io.tmpdir指定的目录下，就是临时文件夹里，生成一个类似于hsperfdata_User的文件夹，这个文件夹里（在Linux中为/tmp/hsperfdata_{userName}/），有几个文件，名字就是java进程的pid，因此列出当前运行的java进程，只是把这个目录里的文件名列一下而已。 至于系统的参数什么，就可以解析这几个文件获得。
- JPS失效处理
- 现象：
用ps -ef|grep java能看到启动的java进程，但是用jps查看却不存在该进程的id。待会儿解释过之后就能知道在该情况下，jconsole、jvisualvm可能无法监控该进程，其他java自带工具也可能无法使用
- 分析：
jps、jconsole、jvisualvm等工具的数据来源就是前面说过的一个文件---（/tmp/hsperfdata_userName/pid)。所以当该文件不存在或是无法读取时就会出现jps无法查看该进程号，jconsole无法监控等问题
- 可能原因：
（1）磁盘读写、目录权限问题 若该用户没有权限写/tmp目录或是磁盘已满，则无法创建/tmp/hsperfdata_userName/pid文件。或该文件已经生成，但用户没有读权限
（2）临时文件丢失，被删除或是定期清理 对于linux机器，一般都会存在定时任务对临时文件夹进行清理，导致/tmp目录被清空。这也是我第一次碰到该现象的原因。常用的可能定时删除临时目录的工具为crontab、redhat的tmpwatch、ubuntu的tmpreaper等等
这个导致的现象可能会是这样，用jconsole监控进程，发现在某一时段后进程仍然存在，但是却没有监控信息了。
（3）java进程信息文件存储地址被设置，不在/tmp目录下 上面我们在介绍时说默认会在/tmp/hsperfdata_userName目录保存进程信息，但由于以上1、2所述原因，可能导致该文件无法生成或是丢失，所以java启动时提供了参数(-Djava.io.tmpdir)，可以对这个文件的位置进行设置，而jps、jconsole都只会从/tmp目录读取，而无法从设置后的目录读物信息，这是我第二次碰到该现象的原因
四、jstack 命令 - 打印线程dump
- 功能
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：
-
NEW 未启动的，不会出现在dump中
-
RUNNABLE 运行中的，
-
Blocked 被阻塞且并 等待监控器锁
-
Waiting 无限期等待其他线程执行特定操作
-
Timed_waiting 有时限的等待另一个线程执行特定操作
-
Terminated 已退出的
-
monitor
每个对象有且仅有一个monitor，相当于锁，想要获取对象的访问或使用权，需要先获取对象的锁，如果没有获取到，则等待（entry set）；如果获取之后，执行object.wait（wait set）方法，会进入等待；获取到锁的线程可以得到访问权（owner）。
线程动作
- runnable:状态一般为runnable
- wait on condition：等待区等待，被park
- 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
- sleeping：休眠的线程，调用了Thread.sleep().
调用修饰
- locked <地址> :锁定了目标，获取了对象的锁,见识器的拥有者
- wait to lock <地址> :未获取成功，进入去等待
- wait on <地址>:使用synchron申请对象锁成功后，释放锁并在等待区等待
- 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$Index.findHolder
at com.jiuqi.dna.core.impl.ContextImpl.find
at com.jiuqi.dna.bap.basedata.common.util.BaseDataCenter.findInfo
通过synchronized关键字,没有获取到了对象的锁,线程在监视器的进入区等待。在调用栈顶出现,线程状态为Blocked。
waiting on
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000da2defb0> (a WorkingThread)
at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingManager.getWorkToDo
- locked <0x00000000da2defb0> (a WorkingThread)
at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread.run
通过synchronized关键字,成功获取到了对象的锁后,调用了wait方法,进入对象的等待区等待。在调用栈顶出现,线程状态为WAITING或TIMED_WATING。
parking to wait for
park是基本的线程阻塞原语,不通过监视器在对象上阻塞。随concurrent包会出现的新的机制,不synchronized体系不同。
线程Dump的分析
原则
结合代码阅读的推理。需要线程Dump和源码的相互推导和印证。
造成Bug的根源往往丌会在调用栈上直接体现,一定格外注意线程当前调用之前的所有调用。
入手点
进入区等待
"d&a-3588" daemon waiting for monitor entry [0x000000006e5d5000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.jiuqi.dna.bap.authority.service.UserService$LoginHandler.handle()
- waiting to lock <0x0000000602f38e90> (a java.lang.Object)
at com.jiuqi.dna.bap.authority.service.UserService$LoginHandler.handle()
线程状态BLOCKED,线程动作wait on monitor entry,调用修饰waiting to lock总是一起出现。表示在代码级别已经存在冲突的调用。必然有问题的代码,需要尽可能减少其发生。
同步块阻塞
一个线程锁住某对象,大量其他线程在该对象上等待。
"blocker" runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at com.jiuqi.hcl.javadump.Blocker$1.run(Blocker.java:23)
- locked <0x00000000eb8eff68> (a java.lang.Object)
"blockee-11" waiting for monitor entry
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.jiuqi.hcl.javadump.Blocker$2.run(Blocker.java:41)
- waiting to lock <0x00000000eb8eff68> (a java.lang.Object)
"blockee-86" waiting for monitor entry
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.jiuqi.hcl.javadump.Blocker$2.run(Blocker.java:41)
- waiting to lock <0x00000000eb8eff68> (a java.lang.Object)
持续运行的IO IO操作是可以以RUNNABLE状态达成阻塞。例如:数据库死锁、网络读写。 格外注意对IO线程的真实状态的分析。 一般来说,被捕捉到RUNNABLE的IO调用,都是有问题的。
以下堆栈显示： 线程状态为RUNNABLE。 调用栈在SocketInputStream或SocketImpl上,socketRead0等方法。 调用栈包含了jdbc相关的包。很可能发生了数据库死锁
"d&a-614" daemon prio=6 tid=0x0000000022f1f000 nid=0x37c8 runnable
[0x0000000027cbd000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
at java.net.SocketInputStream.read(Unknown Source)
at oracle.net.ns.Packet.receive(Packet.java:240)
at oracle.net.ns.DataPacket.receive(DataPacket.java:92)
at oracle.net.ns.NetInputStream.getNextPacket(NetInputStream.java:172)
at oracle.net.ns.NetInputStream.read(NetInputStream.java:117)
at oracle.jdbc.driver.T4CMAREngine.unmarshalUB1(T4CMAREngine.java:1034)
at oracle.jdbc.driver.T4C8Oall.receive(T4C8Oall.java:588)
分线程调度的休眠
正常的线程池等待
"d&a-131" in Object.wait()
java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingManager.getWorkToDo(WorkingManager.java:322)
- locked <0x0000000313f656f8> (a com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread)
at com.jiuqi.dna.core.impl.WorkingThread.run(WorkingThread.java:40)
可疑的线程等待
"d&a-121" in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
at com.jiuqi.dna.core.impl.AcquirableAccessor.exclusive()
- locked <0x00000003011678d8> (a com.jiuqi.dna.core.impl.CacheGroup)
at com.jiuqi.dna.core.impl.Transaction.lock()
入手点总结
wait on monitor entry： 被阻塞的,肯定有问题
runnable ： 注意IO线程
in Object.wait()： 注意非线程池等待
使用
想要学习一个命令，先来看看帮助，使用jstack -help查看帮助：
hollis@hos:~$ jstack -help
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
-F当’jstack [-l] pid’没有相应的时候强制打印栈信息 -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. -m打印java和native c/c++框架的所有栈信息. -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.
首先，我们分析这么一段程序的线程情况：
/**
* @author hollis
*/
public class JStackDemo1 {
public static void main(String[] args) {
while (true) {
//Do Nothing
}
}
}
先是有jps查看进程号：
hollis@hos:~$ jps
29788 JStackDemo1
29834 Jps
22385 org.eclipse.equinox.launcher_1.3.0.v20130327-1440.jar
然后使用jstack 查看堆栈信息：
hollis@hos:~$ jstack 29788
2015-04-17 23:47:31
...此处省略若干内容...
"main" prio=10 tid=0x00007f197800a000 nid=0x7462 runnable [0x00007f197f7e1000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at javaCommand.JStackDemo1.main(JStackDemo1.java:7)
我们可以从这段堆栈信息中看出什么来呢？我们可以看到，当前一共有一条用户级别线程,线程处于runnable状态，执行到JStackDemo1.java的第七行。 看下面代码：
/**
* @author hollis
*/
public class JStackDemo1 {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(new Thread1());
thread.start();
}
}
class Thread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println(1);
}
}
}
线程堆栈信息如下：
"Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x00007fbbcc06e000 nid=0x286c in Object.wait() [0x00007fbbc8dfc000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x0000000783e066e0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
- locked <0x0000000783e066e0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
我们能看到：
线程的状态： WAITING 线程的调用栈 线程的当前锁住的资源： <0x0000000783e066e0> 线程当前等待的资源：<0x0000000783e066e0>
为什么同时锁住的等待同一个资源：
线程的执行中，先获得了这个对象的 Monitor（对应于 locked <0x0000000783e066e0>）。当执行到 obj.wait(), 线程即放弃了 Monitor的所有权，进入 “wait set”队列（对应于 waiting on <0x0000000783e066e0> ）。
死锁分析
学会了怎么使用jstack命令之后，我们就可以看看，如何使用jstack分析死锁了，这也是我们一定要掌握的内容。 啥叫死锁？ 所谓死锁： 是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。 说白了，我现在想吃鸡蛋灌饼，桌子上放着鸡蛋和饼，但是我和我的朋友同时分别拿起了鸡蛋和病，我手里拿着鸡蛋，但是我需要他手里的饼。他手里拿着饼，但是他想要我手里的鸡蛋。就这样，如果不能同时拿到鸡蛋和饼，那我们就不能继续做后面的工作（做鸡蛋灌饼）。所以，这就造成了死锁。 看一段死锁的程序：
package javaCommand;
/**
* @author hollis
*/
public class JStackDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new DeadLockclass(true));//建立一个线程
Thread t2 = new Thread(new DeadLockclass(false));//建立另一个线程
t1.start();//启动一个线程
t2.start();//启动另一个线程
}
}
class DeadLockclass implements Runnable {
public boolean falg;// 控制线程
DeadLockclass(boolean falg) {
this.falg = falg;
}
public void run() {
/**
* 如果falg的值为true则调用t1线程
*/
if (falg) {
while (true) {
synchronized (Suo.o1) {
System.out.println("o1 " + Thread.currentThread().getName());
synchronized (Suo.o2) {
System.out.println("o2 " + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
}
/**
* 如果falg的值为false则调用t2线程
*/
else {
while (true) {
synchronized (Suo.o2) {
System.out.println("o2 " + Thread.currentThread().getName());
synchronized (Suo.o1) {
System.out.println("o1 " + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
}
}
}
class Suo {
static Object o1 = new Object();
static Object o2 = new Object();
}
当我启动该程序时，我们看一下控制台：
我们发现，程序只输出了两行内容，然后程序就不再打印其它的东西了，但是程序并没有停止。这样就产生了死锁。 当线程1使用synchronized锁住了o1的同时，线程2也是用synchronized锁住了o2。当两个线程都执行完第一个打印任务的时候，线程1想锁住o2，线程2想锁住o1。但是，线程1当前锁着o1，线程2锁着o2。所以两个想成都无法继续执行下去，就造成了死锁。
然后，我们使用jstack来看一下线程堆栈信息：
Found one Java-level deadlock:
=============================
"Thread-1":
waiting to lock monitor 0x00007f0134003ae8 (object 0x00000007d6aa2c98, a java.lang.Object),
which is held by "Thread-0"
"Thread-0":
waiting to lock monitor 0x00007f0134006168 (object 0x00000007d6aa2ca8, a java.lang.Object),
which is held by "Thread-1"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-1":
at javaCommand.DeadLockclass.run(JStackDemo.java:40)
- waiting to lock <0x00000007d6aa2c98> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000007d6aa2ca8> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
"Thread-0":
at javaCommand.DeadLockclass.run(JStackDemo.java:27)
- waiting to lock <0x00000007d6aa2ca8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000007d6aa2c98> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Found 1 deadlock.
哈哈，堆栈写的很明显，它告诉我们 Found one Java-level deadlock，然后指出造成死锁的两个线程的内容。然后，又通过 Java stack information for the threads listed above来显示更详细的死锁的信息。 他说
Thread-1在想要执行第40行的时候，当前锁住了资源<0x00000007d6aa2ca8>,但是他在等待资源<0x00000007d6aa2c98> Thread-0在想要执行第27行的时候，当前锁住了资源<0x00000007d6aa2c98>,但是他在等待资源<0x00000007d6aa2ca8> 由于这两个线程都持有资源，并且都需要对方的资源，所以造成了死锁。 原因我们找到了，就可以具体问题具体分析，解决这个死锁了。
- 其他
虚拟机执行Full GC时,会阻塞所有的用户线程。因此,即时获取到同步锁的线程也有可能被阻塞。 在查看线程Dump时,首先查看内存使用情况。