使用jstack 查看线程

- 日理万妓 2022-07-13 07:25 229阅读 0赞

dump 文件里，值得关注的线程状态有：

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

Runnable：不解释

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

Wait on condition:该状态出现在线程等待某个条件的发生。具体是什么原因，可以结合 stacktrace来分析。最常见的情况是线程在等待网络的读写。如果网络数据没准备好，线程就等待在那里。另外一种出现 Wait on condition的常见情况是该线程在 sleep，等待 sleep的时间到了时候，将被唤醒。

Waiting for monitor entry 和 in Object.wait()：这两种情况在多线程的情况下经常出现。Java是通过Monitor来实现线程互斥和协作（有些把Monitor直译成锁，我认为不妥，不是还有Lock嘛）。具体Monitor的深入理解见 http://www.cnblogs.com/tomsheep/archive/2010/06/09/1754419.html

但是可以理解成Monitor是一个对象或者class所拥有的锁，每个对象和class有且仅有一个。见下图.

每个 Monitor在某个时刻，只能被一个线程拥有，该线程就是 “Active Thread”，而其它线程都是 “Waiting Thread”，分别在两个队列 “ Entry Set”和 “Wait Set”里面等候。

在 “ Entry Set”里面的线程都等待拿到Monitor，拿到了线程就成为了Runnable线程，否则就会一直处于处于 “waiting for monitor entry”。一段代码作为例子

![复制代码][copycode.gif]

public class MyThread implements Runnable{    
      
         public void run() {    
             synchronized(this) {    
                  for (int i = 0; i < 1; i--) {    
                       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " synchronized loop " + i);    
                  }    
             }    
        }    
        public static void main(String[] args) {    
            MyThread t1 = new MyThread();    
             Thread ta = new Thread(t1, "A");    
             Thread tb = new Thread(t1, "B");    
             ta.start();    
             tb.start();    
        }   
      
    }

![复制代码][copycode.gif]

大家一看就知道，B线程肯定是“千年老二“，永远拿不到Monitor了。

对应的stack:

![复制代码][copycode.gif]

"B" prio=10 tid=0x0969a000 nid=0x11d6 waiting for monitor entry [0x8bb22000]  
       java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)  
        at org.marshal.MyThread.run(MyThread.java:7)  
        - waiting to lock <0x94757078> (a org.marshal.MyThread)  
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:636)  
      
    "A" prio=10 tid=0x09698800 nid=0x11d5 runnable [0x8bb73000]  
       java.lang.Thread.State: RUNNABLE  
        at java.io.FileOutputStream.writeBytes(Native Method)  
        at java.io.FileOutputStream.write(FileOutputStream.java:297)  
        at java.io.BufferedOutputStream.flushBuffer(BufferedOutputStream.java:82)  
        at java.io.BufferedOutputStream.flush(BufferedOutputStream.java:140)  
        - locked <0x947571b0> (a java.io.BufferedOutputStream)  
        at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:449)  
        - locked <0x94757190> (a java.io.PrintStream)  
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.writeBytes(StreamEncoder.java:220)  
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.implFlushBuffer(StreamEncoder.java:290)  
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.flushBuffer(StreamEncoder.java:103)  
        - locked <0x947572a0> (a java.io.OutputStreamWriter)  
        at java.io.OutputStreamWriter.flushBuffer(OutputStreamWriter.java:185)  
        at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:494)  
        - locked <0x94757190> (a java.io.PrintStream)  
        at java.io.PrintStream.print(PrintStream.java:636)  
        at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:773)  
        - locked <0x94757190> (a java.io.PrintStream)  
        at org.marshal.MyThread.run(MyThread.java:8)  
        - locked <0x94757078> (a org.marshal.MyThread)  
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:636)

![复制代码][copycode.gif]

<0x94757078> 就是两个线程争夺的Monitor

在 “Wait Set”里面的线程都如饥似渴地等待拿到Monitor。他们是怎么进入到“Wait Set”的呢？当一个线程拿到了Monitor，但是在其他资源没有到位的情况下，调用同步锁对象（一般是synchronized()内的对象）的 wait() 方法，放弃了 Monitor，它就进入到了 “Wait Set”队列。只有当其他线程通过notify() 或者 notifyAll()，释放了同步锁后，这个线程才会有机会重新去竞争Monitor。在stack中，它表现的状态是in Object.wait()。修改上面的代码public class WaitThread implements Runnable\{

![复制代码][copycode.gif]

public void run() {    
          synchronized(this) {   
            try {  
            this.wait();  
        } catch (InterruptedException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        }              
          }    
     }    
     public static void main(String[] args) {    
       WaitThread t1 = new WaitThread();    
          Thread ta = new Thread(t1, "A");    
          Thread tb = new Thread(t1, "B");    
          ta.start();    
          tb.start();            
     }

![复制代码][copycode.gif]

对应的stack:

![复制代码][copycode.gif]

"B" prio=10 tid=0x08173000 nid=0x1304 in Object.wait() [0x8baf2000]  
       java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)  
        at java.lang.Object.wait(Native Method)  
        - waiting on <0xa9cb50e0> (a org.marshal.WaitThread)  
        at java.lang.Object.wait(Object.java:502)  
        at org.marshal.WaitThread.run(WaitThread.java:8)  
        - locked <0xa9cb50e0> (a org.marshal.WaitThread)  
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:636)  
      
    "A" prio=10 tid=0x08171c00 nid=0x1303 in Object.wait() [0x8bb43000]  
       java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)  
        at java.lang.Object.wait(Native Method)  
        - waiting on <0xa9cb50e0> (a org.marshal.WaitThread)  
        at java.lang.Object.wait(Object.java:502)  
        at org.marshal.WaitThread.run(WaitThread.java:8)  
        - locked <0xa9cb50e0> (a org.marshal.WaitThread)  
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:636)

![复制代码][copycode.gif]

A和B线程都进入了”wait set“。B线程也拿到过这个Monitor，因为A线程释放过了，这也验证上面的话，他们都在等待得而复失的<0xa9cb50e0>

** 热锁**

热锁，也往往是导致系统性能瓶颈的主要因素。其表现特征为，由于多个线程对临界区，或者锁的竞争，可能出现：  
*    \* 频繁的线程的上下文切换：从操作系统对线程的调度来看，当 线程在等待资源而阻塞的时候，操作系统会将之切换出来，放到等待的队列，当线程获得资源之后，调度算法会将这个线程切换进去，放到执行队列中。  
    \* 大量的系统调用：因为线程的上下文切换，以及热锁的竞争，或 者临界区的频繁的进出，都可能导致大量的系统调用。  
    \* 大部分 CPU开销用在 “系统态 ”：线程上下文切换，和系统调用，都会导致 CPU在 “系统态 ”运行，换而言之，虽然系统很忙碌，但是 CPU用在 “用户态 ”的比例较小，应用程序得不到充分的 CPU资源。   
    \* 随着 CPU数目的增多，系统的性能反而下降。因为 CPU数目多，同 时运行的线程就越多，可能就会造成更频繁的线程上下文切换和系统态的 CPU开销，从而导致更糟糕的性能。 *  
上面的描述，都是一个 scalability（可扩展性）很差的系统的表现。从整体的性能指标看，由于线程热锁的存在，程序的响应时间会变长，吞吐量会降低。< /span>  
         那么，怎么去了解 “热锁 ”出现在什么地方呢？一个重要的方法还是结合操作系统的各种工具观察系统资源使用状况，以及收集 Java线程的 DUMP信息，看线程都阻塞在什么方法上，了解原因，才能找到对应的解决方法。  
        我们曾经遇到过这样的例子，程序运行时，出现了以上指出的各种现象，通过观察操作系统的资源使用统计信息，以及线程 DUMP信息，确定了程序中热锁的存在，并发现大多数的线程状态都是 Waiting for monitor entry或者 Wait on monitor，且是阻塞在压缩和解压缩的方法上。后来采用第三方的压缩包 javalib替代 JDK自带的压缩包后，系统的性能提高了几倍

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