jstack 命令的使用和问题排查分析思路

前言

企业级的Java程序中,java程序出现性能低下甚至直接崩溃时,就不能像解决业务bug那样,从行为表现上来修复问题了。性能问题一般是jvm资源告罄的表现,需要结合jvm的相关信息,程序日志以及程序代码解决问题了。

jstack 作为 JVM 分析工具之一,它只能做线程转储堆栈分析;而通常的性能问题,都是要结合jvm内存,gc,网络,IO等诸多信息综合分析,才能得出问题原因。

什么是 jstack

jstack是用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内存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。

jstack 的功能

  • jstack命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照。
  • 线程快照是当前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问题。
  • 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。

jstack用法

less 复制代码
jstack [ option ] pid
​
jstack [ option ] executable core
​
jstack [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP
​
jstack [option] <pid> >jstack.log // 打印进程的堆栈信息 到jstack.log 中
  • executable Java executable from which the core dump was produced.(可能是产生core dump的java可执行程序)
  • core 将被打印信息的core dump文件
  • remote-hostname-or-IP 远程debug服务的主机名或ip
  • server-id 唯一id,假如一台主机上多个远程debug服务

option参数说明如下:

选项 作用
-F 当正常输出的请求不被响应时,强制输出线程堆栈
-m 如果调用到本地方法的话,可以显示C/C++的堆栈
-l 除堆栈外,显示关于锁的附加信息,在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况

线程状态

Java语言定义了6种线程池状态:

  • New:创建后尚未启动的线程处于这种状态,不会出现在Dump中。
  • RUNNABLE:包括Running和Ready。线程开启start()方法,会进入该状态,在虚拟机内执行的。
  • Waiting:无限的等待另一个线程的特定操作。
  • Timed Waiting:有时限的等待另一个线程的特定操作。
  • 阻塞(Blocked):在程序等待进入同步区域的时候,线程将进入这种状态,在等待监视器锁。
  • 结束(Terminated):已终止线程的线程状态,线程已经结束执行。

Dump文件的线程状态一般其实就以下3种:

  • RUNNABLE,线程处于执行中
  • BLOCKED,线程被阻塞
  • WAITING,线程正在等待

Dump 文件分析关注重点

  • runnable,线程处于执行中
  • deadlock,死锁(重点关注)
  • blocked,线程被阻塞 (重点关注)
  • Parked,停止
  • locked,对象加锁
  • waiting,线程正在等待
  • waiting to lock 等待上锁
  • Object.wait(),对象等待中
  • waiting for monitor entry 等待获取监视器(重点关注)
  • Waiting on condition,等待资源(重点关注),最常见的情况是线程在等待网络的读写

jstack实战操作

1、通过 top 命令查看各个进程的cpu使用情况,它默认是按cpu使用率由高到低排序的。

2、top -Hp pid

通过top -Hp 21340可以查看该进程下,各个线程的cpu使用情况,如下:

可以发现pid为21350的线程,CPU资源占用最高~

  1. jstack pid

通过top命令定位到cpu占用率较高的线程之后,接着使用jstack pid命令来查看当前java进程的堆栈状态,jstack 21350后,内容如下:

  1. jstack -l PID >log.txt

把堆栈信息输出到文件中

  1. 分析堆栈信息

我们把占用cpu资源较高的线程pid(本例子是21350),将该pid转成16进制的值

在thread dump中,每个线程都有一个nid,我们找到对应的nid(5366),发现一直在跑(24行)

prio:线程优先级

nid:线程十六进制id

总结

对于生产环境的一些疑难杂症可以通过 jstack 命令进行排查。

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