Java thread dump小结

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             

1.如何获取Thread dump
  1）在javaHome/bin目录下执行jps（获取线程pid）
   2）jstack -l pid > deadlock.txt
将在bin目录下生产 deadlock.txt 文件

（可以使用
linux命令ps aux|grep java和ps -ef|grep java 有什么区别?
ps aux 是用BSD的格式来显示 java这个进程
显示的项目有：USER , PID , %CPU , %MEM , VSZ , RSS , TTY , STAT , START , TIME , COMMAND
ps -ef 是用标准的格式显示java这个进程
显示的项目有：UID , PID , PPID , C , STIME , TTY , TIME , CMD
）
2.如何看线程CPU
  1）top –H
  2）top –H -p pid（具体）
  window 下没有top命令 请参照http://blog.csdn.net/hexin373/article/details/8846919
如下所示：
  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                            
4280 nbg-syst  18   0 3608m 2.0g  21m R 93.6 25.9   5004:49 java                                               
4279 nbg-syst  18   0 3608m 2.0g  21m R 92.6 25.9   4876:40 java                                               
4281 nbg-syst  18   0 3608m 2.0g  21m R 92.6 25.9   3892:54 java                                                
4282 nbg-syst  18   0 3608m 2.0g  21m R 91.2 25.9   4954:40 java                                               
4244 nbg-syst  15   0 3608m 2.0g  21m S  3.3 25.9 168:34.04 java                                                      
PID所在的列即是对应的线程ID，这是十进制的。

最后：找到耗费CPU高的线程及对应的源代码
取上面耗费CPU最高的第一行的PID 4280，将其转化为十六进制得到0x10b8。然后在thread dump日志中搜索0x10b8，将会搜到如下信息：
"Stack.ClientSelector-1" daemon prio=10 tid=0x000000004baeec00 nid=0x10b8 runnable [0x0000000053169000..0x0000000053169c90]



jstack Dump 日志文件中的线程状态
dump 文件里，值得关注的线程状态有：
死锁，Deadlock（重点关注）
执行中，Runnable  
等待资源，Waiting on condition（重点关注）
等待获取监视器，Waiting on monitor entry（重点关注）
暂停，Suspended
对象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
阻塞，Blocked（重点关注） 
停止，Parked
综合示范一：Waiting to lock 和 Blocked
实例如下：
"RMI TCP Connection(267865)-172.16.5.25" daemon prio=10 tid=0x00007fd508371000 nid=0x55ae waiting for monitor entry [0x00007fd4f8684000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at org.apache.log4j.Category.callAppenders(Category.java:201)
- waiting to lock <0x00000000acf4d0c0> (a org.apache.log4j.Logger)
at org.apache.log4j.Category.forcedLog(Category.java:388)
at org.apache.log4j.Category.log(Category.java:853)
at org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger.warn(Log4JLogger.java:234)
at com.tuan.core.common.lang.cache.remote.SpyMemcachedClient.get(SpyMemcachedClient.java:110)
……
1）线程状态是 Blocked，阻塞状态。说明线程等待资源超时！
2）“ waiting to lock <0x00000000acf4d0c0>”指，线程在等待给这个 0x00000000acf4d0c0 地址上锁（英文可描述为：trying to obtain  0x00000000acf4d0c0 lock）。
3）在 dump 日志里查找字符串 0x00000000acf4d0c0，发现有大量线程都在等待给这个地址上锁。如果能在日志里找到谁获得了这个锁（如locked < 0x00000000acf4d0c0 >），就可以顺藤摸瓜了。
4）“waiting for monitor entry”说明此线程通过 synchronized(obj) {……} 申请进入了临界区，从而进入了下图1中的“Entry Set”队列，但该 obj 对应的 monitor 被其他线程拥有，所以本线程在 Entry Set 队列中等待。
5）第一行里，"RMI TCP Connection(267865)-172.16.5.25"是 Thread Name 。tid指Java Thread id。nid指native线程的id。prio是线程优先级。[0x00007fd4f8684000]是线程栈起始地址。

Dump文件中的线程状态含义及注意事项
含义如下所示：

Deadlock：死锁线程，一般指多个线程调用间，进入相互资源占用，导致一直等待无法释放的情况。
Runnable：一般指该线程正在执行状态中，该线程占用了资源，正在处理某个请求，有可能正在传递SQL到数据库执行，有可能在对某个文件操作，有可能进行数据类型等转换。
Waiting on condition：等待资源，或等待某个条件的发生。具体原因需结合 stacktrace来分析。
如果堆栈信息明确是应用代码，则证明该线程正在等待资源。一般是大量读取某资源，且该资源采用了资源锁的情况下，线程进入等待状态，等待资源的读取。
又或者，正在等待其他线程的执行等。
如果发现有大量的线程都在处在 Wait on condition，从线程 stack看，正等待网络读写，这可能是一个网络瓶颈的征兆。因为网络阻塞导致线程无法执行。
一种情况是网络非常忙，几乎消耗了所有的带宽，仍然有大量数据等待网络读写；
另一种情况也可能是网络空闲，但由于路由等问题，导致包无法正常的到达。
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。
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。
Waiting for monitor entry 和 in Object.wait()：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1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()”。

综合示范二：Waiting on condition 和 TIMED_WAITING
实例如下：
"RMI TCP Connection(idle)" daemon prio=10 tid=0x00007fd50834e800 nid=0x56b2 waiting on condition [0x00007fd4f1a59000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (parking)
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for  <0x00000000acd84de8> (a java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack)
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.parkNanos(LockSupport.java:198)
at java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack.awaitFulfill(SynchronousQueue.java:424)
at java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack.transfer(SynchronousQueue.java:323)
at java.util.concurrent.SynchronousQueue.poll(SynchronousQueue.java:874)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:945)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:907)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)
1）“TIMED_WAITING (parking)”中的 timed_waiting 指等待状态，但这里指定了时间，到达指定的时间后自动退出等待状态；parking指线程处于挂起中。

2）“waiting on condition”需要与堆栈中的“parking to wait for  <0x00000000acd84de8> (a java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack)”结合来看。首先，本线程肯定是在等待某个条件的发生，来把自己唤醒。其次，SynchronousQueue 并不是一个队列，只是线程之间移交信息的机制，当我们把一个元素放入到 SynchronousQueue 中时必须有另一个线程正在等待接受移交的任务，因此这就是本线程在等待的条件。
3）别的就看不出来了。
综合示范三：in Obejct.wait() 和 TIMED_WAITING

实例如下：
"RMI RenewClean-[172.16.5.19:28475]" daemon prio=10 tid=0x0000000041428800 nid=0xb09 in Object.wait() [0x00007f34f4bd0000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000aa672478> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118)
- locked <0x00000000aa672478> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at sun.rmi.transport.DGCClient$EndpointEntry$RenewCleanThread.run(DGCClient.java:516)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)
1）“TIMED_WAITING (on object monitor)”，对于本例而言，是因为本线程调用了 java.lang.Object.wait(long timeout) 而进入等待状态。

2）“Wait Set”中等待的线程状态就是“ in Object.wait() ”。当线程获得了 Monitor，进入了临界区之后，如果发现线程继续运行的条件没有满足，它则调用对象（一般就是被 synchronized 的对象）的 wait() 方法，放弃了 Monitor，进入 “Wait Set”队列。只有当别的线程在该对象上调用了 notify() 或者 notifyAll() ，“ Wait Set”队列中线程才得到机会去竞争，但是只有一个线程获得对象的 Monitor，恢复到运行态。

3）RMI RenewClean 是 DGCClient 的一部分。DGC 指的是 Distributed GC，即分布式垃圾回收。

4）请注意，是先 locked <0x00000000aa672478>，后 waiting on <0x00000000aa672478>，之所以先锁再等同一个对象，请看下面它的代码实现：
static private class  Lock { };
private Lock lock = new Lock();
public Reference<? extends T> remove(long timeout)
{
    synchronized (lock) {
        Reference<? extends T> r = reallyPoll();
        if (r != null) return r;
        for (;;) {
            lock.wait(timeout);
            r = reallyPoll();
            ……
       }
}
即，线程的执行中，先用 synchronized 获得了这个对象的 Monitor（对应于  locked <0x00000000aa672478> ）；当执行到 lock.wait(timeout);，线程就放弃了 Monitor 的所有权，进入“Wait Set”队列（对应于  waiting on <0x00000000aa672478> ）。
5）从堆栈信息看，是正在清理 remote references to remote objects ，引用的租约到了，分布式垃圾回收在逐一清理呢。





线程info信息块：
1. "Timer-0" daemon prio=10tid=0xac190c00 nid=0xaef in Object.wait() [0xae77d000]
2.  java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor)
3.  atjava.lang.Object.wait(Native Method)
4.  -waiting on <0xb3885f60> (a java.util.TaskQueue)     ###继续wait
5.  atjava.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:509)
6.  -locked <0xb3885f60> (a java.util.TaskQueue)         ###已经locked
7.  atjava.util.TimerThread.run(Timer.java:462)
* 线程名称：Timer-0
* 线程类型：daemon
* 优先级: 10，默认是5
* jvm线程id：tid=0xac190c00，jvm内部线程的唯一标识（通过java.lang.Thread.getId()获取，通常用自增方式实现。）
* 对应系统线程id（NativeThread ID）：nid=0xaef，和top命令查看的线程pid对应，不过一个是10进制，一个是16进制。（通过命令：top -H -p pid，可以查看该进程的所有线程信息）
* 线程状态：in Object.wait().
* 起始栈地址：[0xae77d000]
* Java thread statck trace：是上面2-7行的信息。到目前为止这是最重要的数据，Java stack trace提供了大部分信息来精确定位问题根源。

对于thread dump信息，主要关注的是线程的状态和其执行堆栈。现在针对这两个重点部分进行讲解：
1）Java thread statck trace详解：
堆栈信息应该逆向解读：程序先执行的是第7行，然后是第6行，依次类推。
- locked <0xb3885f60> (a java.util.ArrayList)
- waiting on <0xb3885f60> (a java.util.ArrayList)
也就是说对象先上锁，锁住对象0xb3885f60，然后释放该对象锁，进入waiting状态。
为啥会出现这样的情况呢？看看下面的java代码示例，就会明白：
synchronized(obj) { 
       ......... 
       obj.wait(); 
       ......... 
} 
参考资源：
http://blog.csdn.net/hanxingwang0806/article/details/41849681
http://blog.csdn.net/rachel_luo/article/details/8920596
http://blog.csdn.net/gobitan/article/details/5474062