jstack日志深入理解

在分析线上问题时常使用到jstack <PID>命令将当时Java应用程序的线程堆栈dump出来。

面对jstack 日志，我们如何查看？

 

首先要清楚线程的状态

线程的状态有：new、runnable、running、waiting、timed_waiting、blocked、dead

线程状态变迁图：

 

各状态说明：

New: 当线程对象创建时存在的状态，此时线程不可能执行；

Runnable：当调用thread.start()后，线程变成为Runnable状态。只要得到CPU，就可以执行；

Running：线程正在执行；

Waiting：执行thread.join()或在锁对象调用obj.wait()等情况就会进该状态，表明线程正处于等待某个资源或条件发生来唤醒自己；

Timed_Waiting：执行Thread.sleep(long)、thread.join(long)或obj.wait(long)等就会进该状态，与Waiting的区别在于Timed_Waiting的等待有时间限制；

Blocked：如果进入同步方法或同步代码块，没有获取到锁，则会进入该状态；

Dead：线程执行完毕，或者抛出了未捕获的异常之后，会进入dead状态，表示该线程结束

其次，对于jstack日志，我们要着重关注如下关键信息

Deadlock：表示有死锁

Waiting on condition：等待某个资源或条件发生来唤醒自己。具体需要结合jstacktrace来分析，比如线程正在sleep，网络读写繁忙而等待

Blocked：阻塞

Waiting on monitor entry：在等待获取锁

in Object.wait()：获取锁后又执行obj.wait()放弃锁

对于Waiting on monitor entry 和 in Object.wait()的详细描述：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。从下图中可以看出，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"中等待的线程状态是 "Waiting for monitor entry"，而在 "Wait Set"中等待的线程状态是 "in Object.wait()"

 

1)blocked 的例子

 

程序先输出main,在输出thread，说明mian的线程是先获得同步锁的

执行jstack pid输出信息如下：

 

 

可以看到thread1在进行等待获取到锁，此时进入waiting for monitor entry，并是阻塞状态。

 

而main线程提前获取到锁，当由于调用了sleep此时进入到Timed_waiting状态，此时man线程锁住的对象地址是7f3167cf0，而thread1正在等待获取这个锁对象。

 

prio：线程的优先级

tid：线程id

nid:操作系统映射的线程id, 非常关键，后面再使用jstack时补充；

1103e9000

106692000 ：表示线程栈的起始地址。

 

 

从jstack日志中，可以看到：主线程获取到thread2对象上的锁，因此正在执行sleep操作，状态为TIMED_WAINTING, 而thread2由于未获取到thread2对象上的锁，因此处于BLOCKED状态。

再细看，thread2 正在"waiting to lock <7f3167cf0>"，即试图在地址为7f3167cf0所在的对象获取锁，而该锁却被main线程占有（locked <7f3167cf0>）。main线程正在"waiting on condition"，说明正在等待某个条件触发，由jstacktrace来看，此线程正在sleep。

经验：如果在jstack日志发现大量的线程在waiting to lock 某个地址，只要能查到哪个线程获取到锁就可以方便定位问题了

 

 

2）object.wait();

   public static void main(String[] args) {
        final Thread thread = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (this) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        thread.start();
        thread.setName("zouxh");//起名字，方便在线程栈里面进行查看
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        synchronized (thread) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(30);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            thread.notify();
        }
    }

　　

执行后，查看jstack的日志如下：

"zouxh" prio = 5 tid = 7f e18c97b800 nid = 0x115e58000 in Object.wait()[115e57000]
java.lang.Thread.State:WAITING(on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on< 7f 3112f e8 > (a jstat.MainWati$1)
at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
at jstat.MainWati$1.run(MainWati.java:16)
-locked < 7f 3112f e8 > (a jstat.MainWati$1)


"main" prio = 5 tid = 7f e18c000800 nid = 0x10c47b000 waiting on condition[10 c47a000]
java.lang.Thread.State:TIMED_WAITING(sleeping)
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:300)
at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:328)
at jstat.MainWati.main(MainWati.java:37)
-locked < 7f 3112f e8 > (a jstat.MainWati$1)

 

可以看到由于调用了object.wait()方法的时候放弃了锁，所以zouxh这个线程就出现了object.wait()状态，线程的状态就是waiting，等待notify来进行唤醒。

 

 

由于mian线程在获得zouxh的线程锁后，调用了sleep方法，所以此时进入了wating on condition等待某一个资源，进入到time_waiting状态。

 

3）waiting on conditon

  private static BlockingQueue<String> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<String>(1);
        public static void main (String[]args){
            blockingQueue.add("zouxh");
            try {
　　　　　　　　//阻塞的添加
                blockingQueue.put("ssss");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

 

线程栈如下：

"main" prio=5 tid=7f8f65000800 nid=0x10d7bb000 waiting on condition [10d7ba000]

   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)

at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)

- parking to wait for  <7f3110d80> (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.ArrayBlockingQueue.put(ArrayBlockingQueue.java:257)

at jstat.WatingTest.main(WatingTest.java:13)

 

此时main线程进入了waiting on conditon状态，等待某一个资源，此时可以看到是在

a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObjec进行了等待，阻塞住了，这是由于put发生了阻塞。

 

 

总结：

 

对于jstack日志，我们要着重关注如下关键信息

Deadlock：表示有死锁

Waiting on condition：等待某个资源或条件发生来唤醒自己。具体需要结合jstacktrace来分析，比如线程正在sleep，网络读写繁忙而等待

Blocked：阻塞

Waiting on monitor entry：在等待获取锁

 

如果说系统慢，那么要特别关注Blocked,Waiting on condition

如果说系统的cpu耗的高，那么肯定是线程执行有死循环，那么此时要关注下Runable状态。