Jstack 概述

Jstack 工具是 Java 虚拟机自带的一种堆栈跟踪工具。Jstack 用于生成或导出（DUMP）JVM 虚拟机运行实例当前时刻的线程快照。线程快照是当前JVM实例内每一个线程正在执行的方法堆栈的集合，生成或导出线程快照的主要目的是定位线程出现长时间运行、停顿或者阻塞的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。线程出现停顿的时候通过 Jstack 来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做什么事情，或者等待什么资源。

Jstack 命令的语法格式如下：

  1. jstack <pid>   // pid 表示 Java 进程 id，可以使用 jsp 命令查看

一般情况下，通过 Jstack 输出的线程信息主要包括：JVM 线程、用户线程等。其中，JVM 线程在 JVM 启动时就存在，主要用于执行譬如垃圾回收、低内存的检测等后台任务，这些线程往往在 JVM 初始化的时候就存在。而用户线程则是在程序创建了新的线程时才会生成。这里需要注意的是：

  1. 在实际运行中，往往一次 DUMP 的信息不足以确认问题。建议产生三次 DUMP 信息，如果每次 DUMP 都指向同一个问题，我们才能确定问题的典型性
  2. 不同的 Java 虚拟机的线程导出来的 DUMP 信息格式是不一样的，并且同一个 JVM 的不同版本，DUMP 信息也有差别

Jstack 输出的信息

使用 Jstack 获取线程状态信息时，获取到的数据如下所示：
image.png

  • GC task thread 为垃圾回收线程，此类线程会负责进行垃圾回收。通常 JVM 会启动多个 GC 线程，在 GC 线程的名称中，# 后面的数字会累加，如 GC taskthread#1、GC task thread#2 等
  • VM Periodic Task Thread 线程是 JVM 周期性任务调度的线程，该线程在 JVM 内使用得比较频繁，比如定期的内存监控、JVM 运行状况监控
  • tid：线程实例在 JVM 进程中的 id
  • nid：线程实例在操作系统中对应的底层线程的线程 id
  • prio：线程实例在 JVM 进程中的优先级
  • os_prio：线程实例在操作系统中对应的底层线程的优先级
  • 线程状态：如 runnable、waiting on condition 等

Jstack 查看线程 sleep 状态

先看下面的示例：

  1. public class SleepTest {
  3.     // 睡眠时长：5s
  4.     public static final int SLEEP_GAP = 5000;
  6.     // 睡眠次数，值大一点方便使用 Jstack
  7.     public static final int MAX_TURN = 50;
  9.     public static void main(String[] args) {
  10.         for (int i = 0; i < 5; i++) {
  11.             Thread thread = new SleepThread();
  12.             thread.start();
  13.         }
  14.         System.out.println(Thread.currentThread() + " 运行结束");
  15.     }
  18.     static class SleepThread extends Thread {
  20.         static int threadSeqNumber = 1;
  22.         public SleepThread() {
  23.             super("SleepThread-" + threadSeqNumber);
  24.             threadSeqNumber++;
  25.         }
  27.         @Override
  28.         public void run() {
  29.             try {
  30.                 for (int i = 0; i < MAX_TURN; i++) {
  31.                     System.out.println(getName() + "，睡眠次数：" + i);
  32.                     Thread.sleep(SLEEP_GAP);
  33.                 }
  34.             } catch (Exception e) {
  35.                 System.out.println(getName() + " 发生异常中断");
  36.             }
  37.             System.out.println(getName() + " 运行结束");
  38.         }
  39.     }
  41. }

在代码运行之后，打开终端，键入 jps 命令查看进程信息，其中， SleepTest 进程 的 pid 为 38376：

  1. > jps
  2. 34880 Launcher
  3. 22036 DeadLock
  4. 40452 Jps
  5. 38376 SleepTest
  6. 17180

通过 jstack 命令查看进程信息：

  1. > jstack 38376
  2. 2021-07-12 23:13:21
  3. Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.172-b11 mixed mode):
  5. "DestroyJavaVM" #16 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000002af3000 nid=0x6e5c waiting on condition [0x0000000000000000]
  6.    java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  8. "SleepThread-5" #15 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018b71000 nid=0x9430 waiting on condition [0x0000000019b6f000]
  9.    java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
  10.         at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
  11.         at com.bujian.concurrence.SleepTest$SleepThread.run(SleepTest.java:34)
  13. "SleepThread-4" #14 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018b70800 nid=0x9a00 waiting on condition [0x0000000019a6f000]
  14.    java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
  15.         at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
  16.         at com.bujian.concurrence.SleepTest$SleepThread.run(SleepTest.java:34)
  18. "SleepThread-3" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018b6d800 nid=0x9cfc waiting on condition [0x000000001996f000]
  19.    java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
  20.         at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
  21.         at com.bujian.concurrence.SleepTest$SleepThread.run(SleepTest.java:34)
  23. "SleepThread-2" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018b6b000 nid=0x4248 waiting on condition [0x000000001986f000]
  24.    java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
  25.         at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
  26.         at com.bujian.concurrence.SleepTest$SleepThread.run(SleepTest.java:34)
  28. "SleepThread-1" #11 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018b6a000 nid=0x9318 waiting on condition [0x000000001976f000]
  29.    java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
  30.         at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
  31.         at com.bujian.concurrence.SleepTest$SleepThread.run(SleepTest.java:34)
  33.        ......
  35. "VM Thread" os_prio=2 tid=0x00000000176d7800 nid=0x9e0c runnable
  37. "GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000002b08800 nid=0xa6c8 runnable
  39. "GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000002b0a800 nid=0xa0a4 runnable
  41. "GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000002b0c000 nid=0x9b4c runnable
  43. "GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000002b0d800 nid=0x4cd8 runnable
  45. "VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x0000000018b5d000 nid=0x753c waiting on condition
  47. JNI global references: 12

通过以上的 Jstack 指令输出，可以看到在进行线程 DUMP 的时间点，所创建的 5 个 SleepThread 线程都处于 TIMED_WAITING（sleeping） 状态。当线程睡眠时间满后，线程不一定会立即得到执行，因为此时 CPU 可能正在执行其他的任务，线程首先进入就绪状态，等待分配 CPU 时间片以便有机会执行。