JVM调优排查利器——线程篇(jstack)

一、jstack 的基本用法

1. 生成线程转储文件

jstack <pid> > threaddump.txt

• 是 Java 进程的 PID。
• threaddump.txt 是生成的线程转储文件。

2. 查看线程转储文件

打开 threaddump.txt 文件，可以查看所有线程的状态和调用栈信息。

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二、jstack 的常用选项

1. 强制生成线程转储文件

如果 JVM 进程没有响应，可以使用 -F 选项强制生成线程转储文件：

jstack -F <pid> > threaddump.txt

2. 生成混合模式线程转储文件

使用-m选项可以生成混合模式线程转储文件，包含 Java 和本地方法调用栈：

jstack -m <pid> > threaddump.txt

3. 生成锁信息

使用 -l 选项可以生成包含锁信息的线程转储文件：

jstack -l <pid> > threaddump.txt

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三、线程转储文件的结构

线程转储文件通常包含以下部分：

1. 线程状态

每个线程的状态可能是以下几种之一：

• RUNNABLE：线程正在运行。
• BLOCKED：线程被阻塞，等待获取锁。
• WAITING：线程正在等待其他线程的通知。
• TIMED_WAITING：线程正在等待，但有超时限制。
• TERMINATED：线程已终止。

2. 线程调用栈

每个线程的调用栈信息，显示了线程当前执行的方法和调用链。

3. 锁信息

如果使用了 -l 选项，线程转储文件会包含锁的持有者和等待者信息。

四、使用 jstack 分析问题

1. 分析死锁

在线程转储文件中，查找 BLOCKED 状态的线程，并检查它们等待的锁。如果多个线程互相等待对方持有的锁，则可能存在死锁。

示例：

"Thread-1" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f8b3810f800 nid=0x1e3 waiting for monitor entry [0x00007f8b2c7f0000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at com.example.DeadlockExample.methodB(DeadlockExample.java:20)
        - waiting to lock <0x000000076b9c8c98> (a java.lang.Object)
        at com.example.DeadlockExample.methodA(DeadlockExample.java:15)
        - locked <0x000000076b9c8c88> (a java.lang.Object)

"Thread-2" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f8b38110800 nid=0x1e4 waiting for monitor entry [0x00007f8b2c6ef000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at com.example.DeadlockExample.methodA(DeadlockExample.java:15)
        - waiting to lock <0x000000076b9c8c88> (a java.lang.Object)
        at com.example.DeadlockExample.methodB(DeadlockExample.java:20)
        - locked <0x000000076b9c8c98> (a java.lang.Object)

2. 分析 CPU 占用过高

在线程转储文件中，查找 RUNNABLE 状态的线程，并检查它们的调用栈，找出占用 CPU 的代码。

示例：

"Thread-0" #11 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f8b3810e800 nid=0x1e2 runnable [0x00007f8b2c8f1000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at com.example.CPUIntensiveTask.run(CPUIntensiveTask.java:10)

3. 分析线程阻塞

在线程转储文件中，查找 WAITING 或 TIMED_WAITING 状态的线程，并检查它们等待的条件或锁。

示例：

"Thread-3" #14 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f8b38111800 nid=0x1e5 waiting on condition [0x00007f8b2c5ee000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        - parking to wait for  <0x000000076b9c8ca8> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
        at com.example.BlockingExample.run(BlockingExample.java:15)

五、结合其他工具使用 jstack

1. 使用 top 找到高 CPU 线程

top -H -p <pid>

• -H：显示线程级别的 CPU 使用情况。
• 是 Java 进程的 PID。

2. 将线程 ID 转换为十六进制

找到占用 CPU 最高的线程，将其线程 ID 转换为十六进制：

printf "%x\n" <thread_id>

3. 在 jstack 中查找线程

生成线程转储文件，并在文件中查找对应的线程 ID：

jstack <pid> > threaddump.txt
grep <thread_id_in_hex> threaddump.txt

六、总结

jstack 是分析 JVM 线程问题的重要工具，可以帮助定位死锁、线程阻塞、CPU 占用过高等问题。通过结合 top 和其他工具，可以更高效地分析线程状态和调用栈。