Question

如何分析Thread Dump

Answer 1

当Java Web程序运行变慢，或者发生故障时，需要使用Thread Dumps. 如果你觉得ThreadDumps非常复杂，这篇文章很可能帮助你。将会分析Java中的线程，线程如何创建的，如何管理线程，怎么从运行中的程序中dump 线程，最后怎么分析他们得到阻塞和存在瓶颈的线程。本文是在应用程序调试下得到的结果。

Java和线程
一个web server使用几十到几百条线程去处理大量的并发用户。如果多条线程使用共享的资源，无法避免线程之间对数据的竞争，有时候还会发生死锁。

线程竞争是web程序上不同的线程去访问共享资源，一条线程等待另外线程释放锁。例如，在记录log的时候，线程记录log时，必须先获得锁，然后去再访问共享资源。

死锁是一种特殊的线程竞争，两个或多个线程要完成自己的任务，都要必须要等待其他的线程完成他们的任务。

线程竞争会带来各种不同的问题，为了分析这些问题，需要使用Thread Dump。Thread Dump记录了每个线程真正的状态。

Java线程的背景

线程同步

多条线程之间可以同时执行，为了确保多线程在使用共享资源上面的通用性，使用线程同步保证在同一时间只能有一条线程可以访问共享资源。
线程同步在Java中可以使用监视器。每个Java对象都有一个监视器，这个监视器只能被一个线程拥有。当一个线程要获得另外线程拥有的监视器时，需要进入等待队列直到线程释放监视器。

线程的状态
为了分析Thread Dump ，需要先了解线程的状态。线程的状态是在java.lang.Thread.State中。

NEW:线程被创建但是还没有被执行
RUNNABLE:线程正在占用cpu并且在执行任务
BLOCKED:线程为了获得监视器需要等待其他线程释放锁
WAITING:调用了wait，join，park方法使线程等待-无限期等待
TIMED_WAITING:调用了sleep，wait，join，park方法使线程等待--有限期等待

线程类型
java中线程可以分为两种：
1. 后台线程

2. 非后台线程

当没有其他的非后台线程运行时后台线程将会终止。即使你不创建线程，java应用默认也会创建很多线程。这些大多数都是后台线程，主要为了执行gc或者jmx等类型的任务
从 'static void main(String[] args)’方法中开启的线程叫做非后台线程，当这些线程停止时，其他的所有后台线程也会停止()
获得一个Thread Dump
将会介绍三种常用的方法。请注意还会有其他很多方法可以获取Thread Dump。一个Thread dump仅仅可以显示测量时的线程状态。所以为了查看线程状态的变化，建议5到10次，每次间隔5秒。
使用jstack获得Thread　Dump
通过使用jsp命令来获得当前正在运行的Java程序的PID
[user@linux ~]$ jps -v 25780 RemoteTestRunner -Dfile.encoding=UTF-8 25590 sub.rmi.registry.RegistryImpl 2999 -Dapplication.home=/home1/user/java/jdk.1.6.0_24 -Xms8m 26300 sun.tools.jps.Jps -mlvV -Dapplication.home=/home1/user/java/jdk.1.6.0_24 -Xms8m

使用PID作为jstack的参数获得Thread　Dump
[user@linux ~]$ jstack -f 5824
使用jVisualVM获得Thread　Dump
通过使用jVisualVm来获得Thread　Dump

左边的标记，当前正在运行的进程。点击你想查看的进程，选择现场选项来查看实时的线程信息。点击Thread　Dump右边的按钮来获得Thread　Dump文件
在Linux终端中生成
通过使用ps　－ef命令去获得当前正在运行的Java进程
[user@linux ~]$ ps - ef | grep java

user 2477 1 0 Dec23 ? 00:10:45 ...
user 25780 25361 0 15:02 pts/3 00:00:02 ./jstatd -J -Djava.security.policy=jstatd.all.policy -p 2999
user 26335 25361 0 15:49 pts/3 00:00:00 grep java
Use the extracted pid as the parameter of kill –SIGQUIT(3) to obtain a thread dump.
Thread Information from the Thread Dump File
"pool-1-thread-13" prio=6 tid=0x000000000729a000 nid=0x2fb4 runnable [0x0000000007f0f000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method) at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:129) at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:264) at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:306) at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:158) - locked <0x0000000780b7e688> (a java.io.InputStreamReader) at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:167) at java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:136) at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:299) - locked <0x0000000780b7e688> (a java.io.InputStreamReader) at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:362)

Thread　name：当使用　Java．lang．Thread类去生成一个线程，将被命名为Thre－（Number），然而当使用java．util．concurrent，ThreadFactory类，将会被命名为pool－（Number）－thread－（Number）
Priority：表示线程的优先级
Thread ID：代表线程的唯一id。（通过线程id可以获得一些有用的信息，包括cpu使用率，或者内存使用率）
Thread　status：代表线程的状态
Thread　callstack：代表线程调用的堆栈信息

Thread　Dump模式的类型
当无法获得一个锁（阻塞）
当一个线程占领住锁而其他线程无法获得这个锁，而导致应用程序所有的性能都下降。在下面的例子中，
BLOCKED_TEST pool-1-thread-1 线程运行时获得<0x0000000780a000b0>锁， 同时BLOCKED_TEST pool-1-thread-2 和 BLOCKED_TEST pool-1-thread-3正在等待获得<0x0000000780a000b0>锁

"BLOCKED_TEST pool-1-thread-1" prio=6 tid=0x0000000006904800 nid=0x28f4 runnable [0x000000000785f000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.io.FileOutputStream.writeBytes(Native Method) at java.io.FileOutputStream.write(FileOutputStream.java:282) at java.io.BufferedOutputStream.flushBuffer(BufferedOutputStream.java:65) at java.io.BufferedOutputStream.flush(BufferedOutputStream.java:123) - locked <0x0000000780a31778> (a java.io.BufferedOutputStream) at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:432) - locked <0x0000000780a04118> (a java.io.PrintStream) at sun.nio.cs.StreamEncoder.writeBytes(StreamEncoder.java:202) at sun.nio.cs.StreamEncoder.implFlushBuffer(StreamEncoder.java:272) at sun.nio.cs.StreamEncoder.flushBuffer(StreamEncoder.java:85) - locked <0x0000000780a040c0> (a java.io.OutputStreamWriter) at java.io.OutputStreamWriter.flushBuffer(OutputStreamWriter.java:168) at java.io.PrintStream.newLine(PrintStream.java:496) - locked <0x0000000780a04118> (a java.io.PrintStream) at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:687) - locked <0x0000000780a04118> (a java.io.PrintStream) at com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState.monitorLock(ThreadBlockedState.java:44) - locked <0x0000000780a000b0> (a com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState) at com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState$1.run(ThreadBlockedState.java:7) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:886) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:908) at java.lang.Thread.run(Thread.java:662) Locked ownable synchronizers: - <0x0000000780a31758> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) "BLOCKED_TEST pool-1-thread-2" prio=6 tid=0x0000000007673800 nid=0x260c waiting for monitor entry [0x0000000008abf000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState.monitorLock(ThreadBlockedState.java:43) - waiting to lock <0x0000000780a000b0> (a com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState) at com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState$2.run(ThreadBlockedState.java:26) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:886) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:908) at java.lang.Thread.run(Thread.java:662) Locked ownable synchronizers: - <0x0000000780b0c6a0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) "BLOCKED_TEST pool-1-thread-3" prio=6 tid=0x00000000074f5800 nid=0x1994 waiting for monitor entry [0x0000000008bbf000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState.monitorLock(ThreadBlockedState.java:42) - waiting to lock <0x0000000780a000b0> (a com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState) at com.nbp.theplatform.threaddump.ThreadBlockedState$3.run(ThreadBlockedState.java:34) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:886 at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:908) at java.lang.Thread.run(Thread.java:662) Locked ownable synchronizers: - <0x0000000780b0e1b8> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)