Java线程堆栈分析
線程堆棧也稱作線程調用堆棧。Java線程堆棧是虛擬機中線程（包括鎖）狀態的一個瞬間快照，即系統在某個時刻所有線程的運行狀態，包括每一個線程的調用堆棧，鎖的持有情況等信息。對于已經消失而又沒留有痕跡的信息，線程堆棧是無法進行歷史追蹤的。
線程堆棧的信息包括：（1）線程的名字，id，線程的數量等（2）線程的運行狀態，鎖的狀態（鎖被哪個線程持有，哪個線程再等待鎖等）（3）調用堆棧（即函數的調用層次關系），調用堆棧包括完整的類名，所執行的方法，源代碼的行數。
借助線程堆?？梢苑治觯壕€程死鎖、鎖爭用、死循環、識別耗時操作、穩定性分析和性能分析等問題。
1. 打印線程堆棧
Java虛擬機提供了線程轉儲（Thread dump）的后門。通過如下的命令行方式向Java進程請求堆棧輸出：
window 在運行Java的控制窗口上按ctrl + break組合鍵
linux 使用kill -3 pid
2.解讀線程堆棧
2.1 線程的解讀
Java源代碼
public class MyTest {
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
public void fun1() {
synchronized (obj1) {
fun2();
}
}
public void fun2() {
synchronized (obj2) {
while (true) {
}
}
}
public static void main(String[] args) {
MyTest mt = new MyTest();
mt.fun1();
}
}
編譯運行，kill -3 pid
2019-05-30 14:27:14 Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.111-b14 mixed mode): "Service Thread" #17 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680f5800 nid=0x562e runnable [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C1 CompilerThread11" #16 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680f2800 nid=0x562d waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C1 CompilerThread10" #15 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680f0800 nid=0x562c waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C1 CompilerThread9" #14 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680ee000 nid=0x562b waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C1 CompilerThread8" #13 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680ec000 nid=0x562a waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread7" #12 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680ea000 nid=0x5629 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread6" #11 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680e8000 nid=0x5628 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread5" #10 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680e5800 nid=0x5627 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread4" #9 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680db800 nid=0x5626 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread3" #8 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680d9800 nid=0x5625 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread2" #7 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680d7000 nid=0x5624 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread1" #6 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680d5800 nid=0x5623 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "C2 CompilerThread0" #5 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680d2800 nid=0x5622 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f41680d1000 nid=0x5621 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=0 tid=0x00007f416809e000 nid=0x5620 in Object.wait() [0x00007f4144b7a000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x00000005c8b08e98> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:143) - locked <0x00000005c8b08e98> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:164) at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209) "Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=0 tid=0x00007f4168099800 nid=0x561f in Object.wait() [0x00007f40b0cfe000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x00000005c8b06b40> (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.Object.wait(Object.java:502) at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191) - locked <0x00000005c8b06b40> (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153) "main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f4168007800 nid=0x560b runnable [0x00007f4170107000] ---只有main線程屬于Java用戶線程，其他都是由虛擬機自動創建的線程 java.lang.Thread.State: RUNNABLE at com.huawei.diagnose.thread.MyTest.fun2(MyTest.java:17) ---當前線程調用上下文，即從哪個函數中調用到哪個函數中（從下往上看），正執行到哪個類的哪一行。 - locked <0x00000005c8b5dce0> (a java.lang.Object) ---"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f4168007800 nid=0x560b runnable [0x00007f4170107000] at com.huawei.diagnose.thread.MyTest.fun1(MyTest.java:11) ---main線程名稱，prio=5線程優先級，tid=0x00007f4168007800線程id，nid=0x560b線程對應的本地線程id號（Native Thread ID），runnable線程狀態 - locked <0x00000005c8b5dcd0> (a java.lang.Object) ---線程main已經占有了鎖<0x00000005c8b5dcd0>，其中<0x00000005c8b5dcd0> ---標示鎖ID，這個ID是系統自動產生的，我們只需要知道每次打印的堆棧，同一個ID表示是同一個鎖即可 at com.huawei.diagnose.thread.MyTest.main(MyTest.java:25) "VM Thread" os_prio=0 tid=0x00007f4168092000 nid=0x561e runnable "GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f416801c800 nid=0x560c runnable "GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f416801e800 nid=0x560d runnable "GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168020000 nid=0x560e runnable "GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168022000 nid=0x560f runnable "GC task thread#4 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168023800 nid=0x5610 runnable "GC task thread#5 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168025800 nid=0x5611 runnable "GC task thread#6 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168027000 nid=0x5612 runnable "GC task thread#7 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168029000 nid=0x5613 runnable "GC task thread#8 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f416802a800 nid=0x5614 runnable "GC task thread#9 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f416802c800 nid=0x5615 runnable "GC task thread#10 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f416802e000 nid=0x5616 runnable "GC task thread#11 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168030000 nid=0x5617 runnable "GC task thread#12 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168031800 nid=0x5618 runnable "GC task thread#13 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168033800 nid=0x5619 runnable "GC task thread#14 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168035000 nid=0x561a runnable "GC task thread#15 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168037000 nid=0x561b runnable "GC task thread#16 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f4168038800 nid=0x561c runnable "GC task thread#17 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f416803a800 nid=0x561d runnable "VM Periodic Task Thread" os_prio=0 tid=0x00007f41680f8800 nid=0x562f waiting on condition
其中，“線程對應的本地線程ID號”是指的“本地線程”是指該Java線程所對應的虛擬機中的本地線程。Java語言中的現象是依附于Java虛擬機中的本地線程來運行的，實際上是本地線程在執行Java線程代碼。Java代碼中創建一個線程，虛擬機在運行期間執行到該創建線程的字節碼時，就會創建一個對應的本地線程，而這個本地線程才是真正的線程實體。
如何把Java線程堆棧里面的線程與本地線程對應上？
以這個main線程為例
"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f5444007800 nid=0x581c runnable [0x00007f544b1ff000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at com.huawei.diagnose.thread.MyTest.fun2(MyTest.java:17) - locked <0x00000005c8b5dce0> (a java.lang.Object) at com.huawei.diagnose.thread.MyTest.fun1(MyTest.java:11) - locked <0x00000005c8b5dcd0> (a java.lang.Object) at com.huawei.diagnose.thread.MyTest.main(MyTest.java:25)
nid=0x581c的十進制為22556
（1）查看Java程序的進程號jps，比如22555
（2）top -p 22555，進入top界面，然后按H，可以線程該Java虛擬機里面所有的線程，發現有一個22556的pid就是main所對應的本地線程
root@ubuntu-blade2:/sdf# top -p 22555 top - 14:57:57 up 107 days, 3:37, 3 users, load average: 0.99, 0.60, 0.45 Tasks: 38 total, 1 running, 37 sleeping, 0 stopped, 0 zombie Cpu(s): 4.4%us, 0.1%sy, 0.0%ni, 95.5%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st Mem: 98956100k total, 54769432k used, 44186668k free, 1350856k buffers Swap: 100632572k total, 0k used, 100632572k free, 47744612k cached PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 22556 root 20 0 28.2g 22m 10m R 99.8 0.0 0:43.70 java 22555 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22557 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22558 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22559 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22560 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22561 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22562 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22563 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22564 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22565 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22566 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22567 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22568 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22569 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22570 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22571 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22572 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22573 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22574 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22575 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22576 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22577 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22578 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22579 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22580 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22581 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22582 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22583 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22584 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22585 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22586 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22587 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22588 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22589 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22590 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22591 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.00 java 22592 root 20 0 28.2g 22m 10m S 0.0 0.0 0:00.02 java
從分析可以看出，Java線程設計上和本地線程指的是同一個實體，只有本地線程才是真正的線程實體，Java線程實際上就是指這個本地線程，它并不是另外存在的實體。
"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f5444007800 nid=0x581c runnable [0x00007f544b1ff000]
中的runnable標示當前線程處于運行狀態。這個runnable狀態是從虛擬機的角度來看的，標示這個線程正在運行。但是處于runnable狀態的線程不一定真的消耗CPU。
處于Runnable的線程只能說明該線程沒有阻塞在Java的wait或sleep方法上，同時也沒等待在鎖上面。
但是如果該線程調用了本地方法，而本地方法處于等待狀態，這個時候虛擬機是不知道本地代碼中發生了什么，此時盡管當前線程實際上也是阻塞的狀態，但實際上顯示出來的還是Runnable狀態，這種情況下是不消耗CPU的。
也就是說，Runnable狀態不意味這個線程正在消耗CPU。
堆棧信息里面包含Native Method或Compiled Code
表示一個是本地方法JNI，一個是該class的方法已經被JIT編譯成了本地代碼
2.2 鎖的解讀
wait當線程執行到wait方法上，當前線程會釋放監視鎖，此時其他線程可以占用該鎖，一旦wait方法執行完成，當前線程會繼續參與鎖的競爭，直到執行完該鎖的作用域。
正是由于wait的這個特性：一旦執行到一個鎖的wait方法，該線程就會釋放這個鎖，所以可以有多個線程一起進入到同步塊中。
sleep該方法與鎖操作無關，如果該方法恰好在一個鎖的保護范圍內，當前線程即使在執行sleep的時候，仍然繼續保持監視鎖。也就說說該方法實際上是和鎖操作無關的。
鎖的狀態目前主要有三種：
（1）當一個線程占有一個鎖的時候，線程堆棧會打印locked <xxx>
（2）當一個線程正在等待其他線程釋放該鎖，線程堆棧會打印waiting to lock <xxx>
（3）當一個線程占有一個鎖，但又執行到該鎖的wait上，線程堆棧會先打印locked <xxx>，然后又會打印waiting on <xxx>
java源代碼
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Object share = new Object();
TestThreadLocked thread1 = new TestThreadLocked(share);
thread1.start();
TestThreadWaitingTo thread2 = new TestThreadWaitingTo(share);
thread2.start();
TestThreadWaitingOn thread3 = new TestThreadWaitingOn();
thread3.start();
}
}
class TestThreadLocked extends Thread {
Object lock = null;
public TestThreadLocked(Object lock) {
this.lock = lock;
this.setName(this.getClass().getName());
}
@Override
public void run() {
fun();
}
public void fun() {
synchronized (lock) {
funLongTime();
}
}
public void funLongTime() {
try {
Thread.sleep(20000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class TestThreadWaitingOn extends Thread {
Object lock = new Object();
public TestThreadWaitingOn() {
this.setName(this.getClass().getName());
}
@Override
public void run() {
fun();
}
public void fun() {
synchronized (lock) {
funWait();
}
}
public void funWait() {
try {
lock.wait(100000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class TestThreadWaitingTo extends Thread {
Object lock = null;
public TestThreadWaitingTo(Object lock) {
this.lock = lock;
this.setName(this.getClass().getName());
}
@Override
public void run() {
fun();
}
public void fun() {
synchronized (lock) {
funLongTime();
}
}
public void funLongTime() {
try {
Thread.sleep(20000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
線程堆棧如下：
"com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingOn" #20 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f2a1010e000 nid=0x5cb7 in Object.wait() [0x00007f29cf2f1000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x00000005c8b630c0> (a java.lang.Object) --執行到鎖0x00000005c8b630c0的wait方法 at java.lang.Object.wait(Object.java:502) at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingOn.funWait(ThreadTest.java:66) at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingOn.fun(ThreadTest.java:60) - locked <0x00000005c8b630c0> (a java.lang.Object) --已經占有了鎖0x00000005c8b630c0 at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingOn.run(ThreadTest.java:55) "com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingTo" #19 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f2a1010c800 nid=0x5cb6 waiting for monitor entry [0x00007f29cf3f2000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingTo.fun(ThreadTest.java:87) - waiting to lock <0x00000005c8b5dbf8> (a java.lang.Object) --鎖0x00000005c8b5dbf8已經被TestThreadLocked占有，TestThreadWaitingTo只能等待 at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadWaitingTo.run(ThreadTest.java:82) "com.huawei.diagnose.thread.TestThreadLocked" #18 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f2a1010a800 nid=0x5cb5 waiting on condition [0x00007f29cf4f3000] java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping) at java.lang.Thread.sleep(Native Method) at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadLocked.funLongTime(ThreadTest.java:40) at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadLocked.fun(ThreadTest.java:34) - locked <0x00000005c8b5dbf8> (a java.lang.Object) --該線程占有鎖0x00000005c8b5dbf8 at com.huawei.diagnose.thread.TestThreadLocked.run(ThreadTest.java:30)
2.3 線程狀態的解讀
Java的線程狀態有如下幾類：
RUNNABLE從虛擬機的角度看，線程處于正在運行狀態。處于Runnable的線程不一定消耗CPU。
比如線程正在從網絡讀取數據，盡管線程顯示weightRunnable狀態，但實際上網絡IO，線程絕大多數時間是被掛起，只有當數據到達之后，線程才被重新喚醒，掛起發生在本地代碼中，虛擬機根本不知道，像這種socket IO操作，不會消耗大量的CPU，因為大多時間在等待，只有數據到來之后，才消耗一點CPU。
TIME_WAITING(on object monitor)表示當前線程被掛起一段時間，說明該線程正在執行obj.wait(int time)方法。
TIMED_WAITING(sleeping)表示當前線程被掛起一段時間，即正在執行Thread.sleep(int time)方法。
TIMED_WAITING(parking)當前線程被掛起一段時時間，即正在執行LockSupport.parkNanos()。
WAITING(on object monitor)當前線程被掛起，即正在執行obj.wait()方法，無參數的wait方法
總結：處于TIMED_WAITING，WAITING狀態的線程一定不消耗CPU，處于RUNNABLE的線程，要結合當前線程代碼的性質判斷，是否消耗CPU
（1）如果是純Java運算代碼，則消耗CPU
（2）如果是網絡IO，很少消耗CPU
（3）如果是本地代碼，結合本地代碼的性質判斷，如果是純運算代碼，則消耗CPU，如果被掛起，則不消耗CPU，如果是IO，則不怎么消耗CPU。
3. 借助線程堆棧進行問題分析
看堆棧一般從三個視角來分析：堆棧的局部信息，一次堆棧的統計信息（全局信息），多個堆棧的對比信息（打印一次堆棧是一個切面，打印多次堆棧就是立體了）。
3.1 線程死鎖分析
Java源代碼
public class TestDeadLock {
public static void main(String[] args) {
Object lock1 = new Object();
Object lock2 = new Object();
TestThread1 thread1 = new TestThread1(lock1, lock2);
thread1.start();
TestThread2 thread2 = new TestThread2(lock1, lock2);
thread2.start();
}
static class TestThread1 extends Thread {
Object lock1 = null;
Object lock2 = null;
public TestThread1(Object lock1, Object lock2) {
this.lock1 = lock1;
this.lock2 = lock2;
this.setName(this.getClass().getName());
}
@Override
public void run() {
fun();
}
public void fun() {
synchronized (lock1) {
try {
Thread.sleep(2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
new Throwable().printStackTrace();
synchronized (lock2) {
}
}
}
}
static class TestThread2 extends Thread {
Object lock1 = null;
Object lock2 = null;
public TestThread2(Object lock1, Object lock2) {
this.lock1 = lock1;
this.lock2 = lock2;
this.setName(this.getClass().getName());
}
@Override
public void run() {
fun();
}
public void fun() {
synchronized (lock2) {
try {
Thread.sleep(2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lock1) {
}
}
}
}
}
堆棧如下：
Found one Java-level deadlock: ============================= "com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread2": waiting to lock monitor 0x00007f9db0004e28 (object 0x00000005c8b5dc80, a java.lang.Object), which is held by "com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread1" "com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread1": waiting to lock monitor 0x00007f9db00062c8 (object 0x00000005c8b5dc90, a java.lang.Object), which is held by "com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread2" Java stack information for the threads listed above: =================================================== "com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread2": at com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread2.fun(TestDeadLock.java:70) - waiting to lock <0x00000005c8b5dc80> (a java.lang.Object) - locked <0x00000005c8b5dc90> (a java.lang.Object) at com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread2.run(TestDeadLock.java:59) "com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread1": at com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread1.fun(TestDeadLock.java:41) - waiting to lock <0x00000005c8b5dc90> (a java.lang.Object) - locked <0x00000005c8b5dc80> (a java.lang.Object) at com.huawei.diagnose.thread.TestDeadLock$TestThread1.run(TestDeadLock.java:29) Found 1 deadlock.
從打印的線程堆棧中能看到Found one Java-level deadlock，即如果存在線程死鎖情況，虛擬機在輸出的堆棧中會直接給出死鎖的分析結果。
死鎖的兩個或多個線程是不消耗CPU的，魚人認為CPU100%的使用率是線程死鎖導致的，這個說法是完全錯誤的，無限循環（死循環），并且在循環中代碼都是CPU密集型，才有可能導致CPU的100%使用率，像socket或數據庫等IO操作消耗的CPU非常小。
3.2 Java代碼死循環等導致的CPU過高分析
具體步驟如下：
（1）獲取第一次堆棧信息
（2）等待一定的時間，獲取第二次杜子涵信息
（3）預處理兩次堆棧信息，去掉處于sleeping或waiting狀態的線程，因為這種線程是不消耗CPU的
（4）比較第一次堆棧和第二次堆棧預處理的線程，找出這段時間一直活躍的線程，如果兩次堆棧張同一個線程處于同樣的調用上下文，那么久應該列為重點懷疑對象。
如果通過堆棧定位，沒有發現熱點代碼段，那么CPU過高可能是不恰當的內存設置導致的頻繁GC，從而導致CPU過高。
如果系統進入死循環，假設死循環中的代碼都是CPU密集型的，那么在單核的機器上CPU的使用率應該為100%，在多核機器上應該有一個CPU核的使用率100%。
3.3 高消耗CPU代碼的常見分析方法
如下原因都可能造成CPU使用率異常：
（1）Java代碼中存在死循環導致CPU過高
（2）系統存在不恰當的設計，盡管沒有死循環，但仍然CPU過高，比如無間斷的輪循
（3）JNI中有死循環代碼
（4）對內存設置太小造成的頻繁GC（堆太小或內存泄漏）
（5）32位JDK下，對內存設置太大造成的頻繁GC
（6）JDK自身存在死循環的Bug
3.4 資源不足等導致的性能下降分析
這里所說的資源包括數據庫連接等。大多時候資源不足和性能瓶頸是同一類問題。當資源不足，就會導致資源爭用，請求該資源的線程會被阻塞或掛起，自然就導致性能下降。
對于資源不足的導致的性能瓶頸，打印出的線程堆棧有如下特點：大量的線程停在同樣的調用上下文。
導致資源不足的原因可能：（1）資源數配置太少（2）獲得資源的線程把持資源時間太久，導致資源不足（3）資源用完后，在某種情況下，沒有關閉或回池，導致可用資源泄露或減少。
3.5 線程不退出導致的系統掛死分析
導致系統掛死的原因有很多，其中有一個最常見的原因是線程掛死。
具體導致線程無法退出的原因有很多：
（1）線程正在執行死循環
（2）資源不足或資源泄露，造成當前線程阻塞在鎖對象上（即wait在鎖對象上）長期得不到喚醒notify
（3）如果當前程序和外部通信，當外部程序掛起無返回時，也會導致當前線程掛起。
3.6 多個鎖導致的鎖鏈分析
3.7 線程堆棧不能分析什么問題？
線程堆棧定位問題，只能定位子在當前線程上留下痕跡的問題，但線程堆棧對于不留痕跡的問題，就無能為力。
4. 通過Java線程堆棧進行性能瓶頸分析
性能提高，需要且僅需要解決當前的受限資源，當前受限資源可能是：
（1）CPU，如果當前CPU已經能夠接近100%的利用率，并且代碼業務邏輯無法再簡化，那么說明該系統已經達到了性能最大化，如果再想提高性能，只能增加處理器。
（2）其他資源，如數據庫連接數量等，如果CPU利用率總是無法接近100%，那么通過修改代碼盡量提高CPU的使用率，那么整體性能也會獲得極大提高。
性能調優的終極目標是：逐漸增大壓力，系統的CPU利用率能夠接近100%。
如果系統具有如下特點，說明這個系統存在性能瓶頸：
（1）隨著系統逐步增加壓力，但是CPU的使用率無法趨近于100%，盡管還有可用的CPU，但是壓力楞是壓不上
（2）持續運行緩慢，時常發現應用程序運行緩慢，通過改變環境因子如負載量、數據庫連接等，也無法有效提升整體響應時間
（3）系統性能隨時間的增加逐漸下降，在負載穩定的情況下，系統運行時間越長速度越慢
4.1 常見的性能瓶頸
4.1.1 由于不恰當的同步導致的資源爭用
（1）不相關的兩個函數，共用了一個鎖，或不同的共享變量共用了同一個鎖，無謂地制造出了資源爭用。
只有訪問共享變量的代碼段才需要使用鎖保護，而且每一個共享變量對應一個自己的鎖，而不要讓所有的共享變量使用同一把鎖。同時，如果可能盡量避免將synchronized加在整個方法上面，而是將synchronized加在盡量少的代碼上。
（2）鎖的粒度過大
4.1.2 sleep的濫用
這種設計肯定可以使用notify和wait來完成同樣的功能。
4.1.3 String +的濫用
每次+操作都會產生一個臨時對象，并伴隨著數據拷貝，這個對性能是一個極大的消耗。
4.1.4 不恰當的線程模型
在多線程場景下，如果線程模型不恰當，也會使性能低下。
4.1.5 效率低下的SQL語句或不恰當的數據庫設計
4.1.6 不起當的GC參數設置導致的性能低下
4.1.7 線程數量不足
4.1.8 內存泄漏導致的頻繁GC
內存泄漏會導致GC越來越頻繁，而GC操作死CPU密集型操作，頻繁GC會導致系統整體性能嚴重下降。
4.2 性能分析調優的終結條件
總的原則是在系統中算法已經足夠簡化，即從算法的角度無法提升性能時，當增加壓力時，CPU上升，隨著壓力的增加，CPU的使用率能趨向于100%，此時說明系統的性能已經榨干，即系統滿足如下兩個條件，那么性能調優即結束：
（1）算法足夠優化
（2）沒有線程/資源的使用不當而導致的CPU利用不足
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Java线程堆栈分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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