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云标签 - Su的技术博客
Tags : jstack,堆栈日志发表时间: 2019-03-17 23:54:15

一、线程的状态

 

线程间的状态转换: 

 

1. 新建(new):新创建了一个线程对象。

2. 可运行(runnable):线程对象创建后,其他线程(比如main线程)调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,等待被线程调度选中,获取cpu 的使用权 。

3. 运行(running):可运行状态(runnable)的线程获得了cpu 时间片(timeslice) ,执行程序代码。

4. 阻塞(block):阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu 使用权,也即让出了cpu timeslice,暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态,才有机会再次获得cpu timeslice 转到运行(running)状态。阻塞的情况分三种: 

(一). 等待阻塞:运行(running)的线程执行o.wait()方法,JVM会把该线程放入等待队列(waitting queue)中。

(二). 同步阻塞:运行(running)的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。

(三). 其他阻塞:运行(running)的线程执行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入可运行(runnable)状态。

5. 死亡(dead):线程run()、main() 方法执行结束,或者因异常退出了run()方法,则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生。

 

二、线程的entry sets 和 wait sets

有关Java的线程锁与entry set和wait set的关系,抑或是说这个图包含了Java线程的奥秘,不懂这个图或者是没有见过这个图的话,只能说明对于Java的线程锁还是一知半解的。

(1)所有期待获得锁的线程,在锁已经被其它线程拥有的时候,这些期待获得锁的线程就进入了Object Lock的entry set区域。

(2)所有曾经获得过锁,但是由于其它必要条件不满足而需要wait的时候,线程就进入了Object Lock的wait set区域 。

(3)在wait set区域的线程获得Notify/notifyAll通知的时候,随机的一个Thread(Notify)或者是全部的Thread(NotifyALL)从Object Lock的wait set区域进入了entry set中。

(4)在当前拥有锁的线程释放掉锁的时候,处于该Object Lock的entryset区域的线程都会抢占该锁,但是只能有任意的一个Thread能取得该锁,而其他线程依然在entry set中等待下次来抢占到锁之后再执行。

 

三、实例分析

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:
  1. 死锁,Deadlock(重点关注) 
  2. 执行中,Runnable   
  3. 等待资源,Waiting on condition(重点关注) 
  4. 等待获取监视器,Waiting on monitor entry(重点关注)
  5. 暂停,Suspended
  6. 对象等待中,Object.wait() 或 TIMED_WAITING
  7. 阻塞,Blocked(重点关注)  
  8. 停止,Parked

下面我们先从第一个例子开始分析,然后再列出不同线程状态的含义以及注意事项,最后再补充两个实例。

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()”。

http://images.cnblogs.com/cnblogs_com/zhengyun_ustc/255879/o_clipboard%20-%20%E5%89%AF%E6%9C%AC039.png

图1 A Java Monitor

 

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 (;;) {
            .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。
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