如何分析线程堆栈

JVM线程堆栈是一个给定时间的快照，它能向你提供所有被创建出来的Java线程的完整清单

每一个被发现的Java线程都会给你如下信息:

– 线程的名称；经常被中间件厂商用来识别线程的标识，一般还会带上被分配的线程池名称以及状态 (运行，阻塞等等)

– 线程类型 & 优先级，例如 : daemon prio=3 中间件程序一般以后台守护的形式创建他们的线程，这意味着这些线程是在后台运行的；它们会向它们的用户提供服务，例如：向你的Java EE应用程序

– Java线程ID，例如 : tid=0x000000011e52a800 这是通过 javalangThreadgetId() 获得的Java线程ID，它常常用自增长的长整形 1n 实现

– 原生线程ID，例如 : nid=0x251c ，之所以关键是因为原生线程ID可以让你获得诸如从 *** 作系统的角度来看那个线程在你的JVM中使用了大部分的CPU时间等这样的相关信息

– Java线程状态和详细信息，例如: waiting for monitor entry [0xfffffffea5afb000] javalangThreadState: BLOCKED (on object monitor)

可以快速的了解到线程状态极其当前阻塞的可能原因

– Java线程栈跟踪；这是目前为止你能从线程堆栈中找到的最重要的数据 这也是你花费最多分析时间的地方，因为Java栈跟踪向提供了你将会在稍后的练习环节了解到的导致诸多类型的问题的根本原因，所需要的90%的信息。

– Java 堆内存分解; 从HotSpot VM 16版本开始，在线程堆栈的末尾处可以看到HotSpot的内存使用情况，比如说Java的堆内存(YoungGen, OldGen) & PermGen 空间。这个信息对分析由于频繁GC而引起的问题时，是很有用的。你可以使用已知的线程数据或模式做一个快速的定位。

当服务器挂起,崩溃或者性能底下时,就需要抓取服务器的线程堆栈(Thread Dump)用于后续的分析

Thread dump提供了当前活动的线程的快照 它提供了JVM中所有Java线程的栈跟踪信息

有很多方式可用于获取Thread Dump, 一些是 *** 作系统特定的命令

*** 作系统命令获取ThreadDump:

Windows:

1 转向服务器的标准输出窗口并按下Control + Break组合键, 之后需要将线程堆栈复制到文件中

UNIX/ Linux

首先查找到服务器的进程号(process id), 然后获取堆栈

1 ps –ef  | grep java

2 kill -3 <pid>

注意一定要谨慎, 一步不慎就可能让服务器进程被杀死!

JVM 自带的工具获取线程堆栈:

JDK自带命令行工具获取PID并做ThreadDump:

1  jps

2jstack <pid>

使用JVisualVM:

Threads 标签页 →ThreadDump按钮

WebLogic 自带的获取 thread dump的工具:

1 webLogicAdmin 工具

a 打开命令提示符, 通过运行<DOMAIN_HOME>/bin/setDomainenv设置相关类路径

b 执行下面的命令

java weblogicAdmin -url t3://localhost:7001 -username weblogic -password weblogic1 THREAD_DUMP

注意: Thread Dump 会打印到标准输出, 如nohup日志或者进程窗口

2 使用 Admin Console

a 登录 Admin Console , 点击对应的服务器

b 点击Server à Monitoring àThreads

c 点击: Dump Thread Stack 按钮

3 使用WLST (WebLogic Scripting Tool)

connect(‘weblogic’,'weblogic1’,’t3://localhost:7001’)

cd(‘Servers’)

cd(‘AdminServer’)

threadDump()

disconnect()

exit()

注意: 线程堆栈将会保存在运行wlst的当前目录下

4 使用utilsThreadDumper

用法:

C:\bea\wlserver_103\server\lib>java -cp weblogicjar utilsThreadDumper

Broadcast Thread dumps disabled: must specify weblogicdebugdumpThreadAddr and

weblogicdebugdumpThreadPort

Exception in thread "main" javalangIllegalArgumentException: Port out of range

:-1

at javanetDatagramPacketsetPort(Unknown Source)

at javanetDatagramPacket<init>(Unknown Source)

at javanetDatagramPacket<init>(Unknown Source)

at utilsThreadDumpersendDumpMsg(ThreadDumperjava:124)

at utilsThreadDumpermain(ThreadDumperjava:145)

5 如果服务器是作为Windows服务的方式运行, 请运行下列命令:

WL_HOME\bin\beasvc -dump -svcname:service-name

其它一些获取Thread Dump的工具有jrcmd, jrmc(JRockit VM自带) ,Samurai, JProfiler等, 还可通过JMX编程的方式获取, 如JDK自带示例代码:

$JAVA_HOME\demo\management\FullThreadDump

要搞清线程栈和进程栈的区别，首先要弄清线程和进程之间的关系。

线程和进程有很多类似的地方，人们习惯上把线程称为轻量级进程，这个所谓的轻量级是指线程并不拥有自己的系统资源，线程依附于创建自己的进程。

我们可以从l两个个方面来理解线程的轻量级

1 调度

由于进程之间的线程共享同一个进程地址空间，因此在进程的线程之间做进程切换，并不会引起进程地址空间的切换，从而避免了昂贵的进程切换。当然不同进程组之间是需要进程切换的

2 拥有资源

进程是 *** 作系统中拥有资源的独立单位，在创建和撤销进程时， *** 作系统都会为进程分配和回收资源，资源包括地址空间，文件，IO，页表等。但是由于线程是依附与创建进程的，线程的代码段，数据段，打开文件，IO资源，地址空间，页表等都是和进程的所有线程共享的。

从上面我们看出线程并没有独立的地址空间，这就意味着隶属同一进程的所有线程栈，都在所属进程的地址空间中，他们的栈地址不同，但是如果 *** 作栈时发生越界，是有可能破坏其他线程的栈空间的。

而进程实际上可以看作是主线程，它的栈和其它线程栈没有区别。

单线程只有一个栈，多线程则为每个线程都分配一个栈，并且这些栈的地址不同，可以通过如下方法验证这个结论

1 pslist输出系统进程以及他们的线程，在我的机器上得到如下结果

1889 gnome-session 1918 1926 1940 1969 1957 2282 2283 1971 1972 1973 1975 1998 2003 2010 2669 2691 2710 2776 2871

1889是主线程，后面是这个进程创建的线程

2 对每一个线程ID执行，cat /proc/threadID/maps

可以看到没个线程的stack地址范围各不相同，这也从侧面验证了每个线程的栈地址在同一进程地址空间的不同地址范围内。

通过jstack,我们可以轻松得知jvm中各个线程的工作情况

利用ps -aux 找出我们的java线程41,然后再用jstack -l 41,就可以查看jvm此刻运行的所有线程

下面是截取的两个jvm运行的普通线程,一个是守护线程,另外一个是用户线程

守护线程 守护线程是指给程序提供通用性支持的线程,他不属于程序,gc就是一个很称职的守护线程守护线程是为用户线程提供服务的,也就是说如果没有用户线程,守护线程就没有存活下去的意义,在jstack中查出来的线程信息中,守护线程有个 daemon 的标志

用户线程 用户线程通常是程序自己开启的jvm会随着所有的用户程序关闭而关闭

在下面的线程信息中 :

① HikariPool-1 connection closer 是线程的名字,在Java中可以通过ThreadcurrentThread()getName()来查看线程名字

② prio 应该是线程的优先级

③ tid jvm中的线程id

③ nid tid映射的 *** 作系统中的线程id,非常有用,不过这里是用16进制的表示, 可以通过 printf "%x\n" 十进制数字 查找一个十进制数字的十六进制表示

④ 0x00007fa735a2a000 线程栈的起始地址

⑤ TIMED_WAITING 线程状态

⑥ 0x00000006e941b160 资源名称,等待某个资源被释放,说明有其他线程锁住了该资源,一般是 locked <0x00000006e941b160>

线程状态

假如java进程经常出现卡慢,cpu经常会爆满,这时候我们考虑一下是否是我们某些线程太占cpu,导致其他线程不能好好工作可以通过以下步骤观察

线程栈大小是在编译的时候确定的，一般是1M，获取当前运行大小，我发一个函数给你：

procedure GetStackAddress(var AStackTop, AStackBottom: Cardinal);

begin

asm

mov [eax], esp; //栈顶，eax接收第一个参数

mov [edx], ebp; //栈底，edx接收第二个参数

end;

end;

原理是：esp存放栈顶指针，ebp存放栈底指针

-reserve用于设置为线程栈预留多少地址空间，默认是1MB或4MB

-commit参数指定最初应为栈预留的地址空间调拨多少物理存储空间，默认是一个页面。

预订的地址空间的容量设置了栈空间的大小，可以防止应用程序耗尽内存，也可以发现程序中的bug。

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