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Java線程狀態(tài)及jstack命令詳解

更新時(shí)間：2024年03月18日 10:52:52 作者：dashery

jstack是Java虛擬機(jī)（JVM）提供的一個(gè)非常有用的命令行工具,它允許開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員在運(yùn)行時(shí)獲取Java應(yīng)用程序的線程堆棧跟蹤,在某些情況下,可能需要以管理員或root用戶的身份運(yùn)行jstack命令,這篇文章主要介紹了Java線程狀態(tài)及jstack命令詳解,需要的朋友可以參考下

一、六種Java線程狀態(tài)

新建狀態(tài)（New）：當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)Thread實(shí)例后，線程就處于新建狀態(tài)。此時(shí)線程對(duì)象已經(jīng)被分配了內(nèi)存，并初始化了其成員變量的值。
就緒狀態(tài)（Runnable）：也被稱為“可執(zhí)行狀態(tài)”。當(dāng)調(diào)用了線程的start()方法后，線程就進(jìn)入了就緒狀態(tài)。此時(shí)線程已經(jīng)具備了執(zhí)行的條件，等待CPU調(diào)度執(zhí)行。
運(yùn)行狀態(tài)（Running）：當(dāng)CPU調(diào)度到某個(gè)線程時(shí)，該線程就進(jìn)入了運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)線程正在執(zhí)行其代碼邏輯。
阻塞狀態(tài)（Blocked）：當(dāng)線程在執(zhí)行過程中發(fā)生IO操作（如等待讀寫數(shù)據(jù)、等待網(wǎng)絡(luò)連接等）或者調(diào)用了Thread.sleep()、wait()、join()等方法時(shí)，線程會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。此時(shí)線程會(huì)暫時(shí)停止執(zhí)行，等待阻塞條件解除。
等待狀態(tài)（Waiting）：當(dāng)線程調(diào)用了wait()、join()、park()等方法后，線程會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)。與阻塞狀態(tài)不同的是，等待狀態(tài)是線程主動(dòng)放棄CPU使用權(quán)，而阻塞狀態(tài)是線程由于某種原因被迫放棄CPU使用權(quán)。在等待狀態(tài)中，線程需要等待其他線程的通知或中斷才能繼續(xù)執(zhí)行。
終止?fàn)顟B(tài)（Terminated）：當(dāng)線程運(yùn)行結(jié)束或者異常結(jié)束時(shí)，線程就會(huì)進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)線程已經(jīng)完成了其生命周期，不會(huì)再被調(diào)度執(zhí)行。

需要注意的是，線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換并不是任意的，而是遵循一定的規(guī)則。例如，線程從新建狀態(tài)只能通過start()方法進(jìn)入就緒狀態(tài)，而不能直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；線程從運(yùn)行狀態(tài)只能通過阻塞或等待操作進(jìn)入阻塞或等待狀態(tài)，而不能直接進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)等。同時(shí)，線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換也受到操作系統(tǒng)和JVM的調(diào)度和管理。

jstack是Java虛擬機(jī)（JVM）提供的一個(gè)非常有用的命令行工具，它允許開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員在運(yùn)行時(shí)獲取Java應(yīng)用程序的線程堆棧跟蹤。通過分析這些堆棧跟蹤，可以深入了解Java應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)，以及可能出現(xiàn)的性能問題、死鎖、資源爭(zhēng)用等問題。下面將對(duì)jstack命令進(jìn)行詳細(xì)解釋，包括其使用方式、參數(shù)選項(xiàng)、以及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景等。

二、jstack命令的基本使用

jstack命令的基本語法格式是：jstack [options] pid，其中options是可選的參數(shù)，pid是目標(biāo)Java進(jìn)程的進(jìn)程ID。在Windows系統(tǒng)中，可以使用任務(wù)管理器或tasklist命令獲取Java進(jìn)程的進(jìn)程ID；在Linux或Unix系統(tǒng)中，可以使用ps命令來獲取。

一旦獲取到Java進(jìn)程的進(jìn)程ID，就可以使用jstack命令來打印該進(jìn)程的線程堆棧信息。例如，jstack -l 12345命令將打印進(jìn)程ID為12345的Java進(jìn)程的線程堆棧信息，并顯示關(guān)于鎖的詳細(xì)信息（由于使用了-l選項(xiàng)）。

三、jstack命令的參數(shù)選項(xiàng)

jstack命令提供了多個(gè)參數(shù)選項(xiàng)，以便更靈活地獲取線程堆棧信息。以下是一些常用的參數(shù)選項(xiàng)：

-l：長(zhǎng)格式輸出，顯示關(guān)于鎖的詳細(xì)信息。這有助于診斷死鎖和其他與鎖相關(guān)的問題。
-m：打印Java幀和本地C/C++幀的混合信息。這有助于了解Java代碼與本地代碼之間的交互情況。但請(qǐng)注意，該選項(xiàng)可能會(huì)增加輸出的復(fù)雜性和大小。
-F：當(dāng)目標(biāo)進(jìn)程不響應(yīng)時(shí)強(qiáng)制打印堆棧信息。這通常用于診斷掛起的進(jìn)程或無法響應(yīng)的進(jìn)程。但請(qǐng)注意，強(qiáng)制打印可能會(huì)對(duì)目標(biāo)進(jìn)程產(chǎn)生影響，甚至可能導(dǎo)致其崩潰。因此，在使用該選項(xiàng)時(shí)應(yīng)格外小心。

除了上述常用選項(xiàng)外，jstack命令還支持其他更高級(jí)的參數(shù)選項(xiàng)，如指定遠(yuǎn)程調(diào)試端口等。但這些選項(xiàng)通常只在特定場(chǎng)景下使用，因此在這里不再贅述。

四、jstack命令的應(yīng)用場(chǎng)景

jstack命令在多個(gè)場(chǎng)景下都非常有用，以下是其中一些常見的應(yīng)用場(chǎng)景：

1. 診斷死鎖：當(dāng)Java應(yīng)用程序出現(xiàn)死鎖時(shí)，可以使用jstack命令打印線程堆棧信息，并分析哪些線程在等待哪些資源。通過分析這些信息，可以找出死鎖的原因并解決它。
2. 分析性能問題：當(dāng)Java應(yīng)用程序出現(xiàn)性能問題時(shí)（如響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)、CPU使用率過高等），可以使用jstack命令獲取線程堆棧信息，并查看哪些線程在執(zhí)行哪些操作。這有助于找出性能瓶頸并進(jìn)行優(yōu)化。
3. 監(jiān)控線程狀態(tài)：使用jstack命令可以實(shí)時(shí)監(jiān)控Java應(yīng)用程序的線程狀態(tài)，包括正在運(yùn)行的線程、等待的線程以及阻塞的線程等。這有助于了解應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
4. 分析core dump文件：當(dāng)Java應(yīng)用程序崩潰并生成core dump文件時(shí)，可以使用jstack命令分析該文件并獲取崩潰時(shí)的線程堆棧信息。這有助于找出崩潰的原因并進(jìn)行修復(fù)。

五、jstack常用命令

jstack [pid]

這是最基本的jstack命令用法，其中[pid]是目標(biāo)Java進(jìn)程的進(jìn)程ID。此命令將打印出目標(biāo)Java進(jìn)程中所有線程的堆棧跟蹤。
jstack -l [pid]

使用-l選項(xiàng)可以打印出關(guān)于鎖的附加信息，包括java.util.concurrent的ownable synchronizers列表。這對(duì)于診斷死鎖和其他鎖相關(guān)的問題非常有用。
jstack -m [pid]

-m選項(xiàng)將打印出Java和native C/C++ frames的混合信息。這有助于了解Java代碼與本地代碼之間的交互，但請(qǐng)注意輸出的復(fù)雜性可能會(huì)增加。
jstack -F [pid]

當(dāng)目標(biāo)Java進(jìn)程無響應(yīng)時(shí)，可以使用-F選項(xiàng)強(qiáng)制打印堆棧信息。但是，請(qǐng)謹(jǐn)慎使用此選項(xiàng)，因?yàn)閺?qiáng)制打印可能會(huì)對(duì)目標(biāo)進(jìn)程產(chǎn)生影響，甚至可能導(dǎo)致其崩潰。
jstack [pid] > output.txt

這個(gè)命令將jstack的輸出重定向到一個(gè)名為output.txt的文件中，以便于后續(xù)分析和保存。
jstack -l [pid] | grep "BLOCKED"

這個(gè)命令結(jié)合使用了jstack和grep命令，用于查找處于BLOCKED狀態(tài)的線程。這有助于快速定位可能存在線程阻塞或死鎖的問題。
jstack -l [pid] | grep "WAITING"

類似于上一個(gè)命令，這個(gè)命令用于查找處于WAITING狀態(tài)的線程。這有助于了解哪些線程正在等待資源或鎖。
jstack -l [pid] | grep "java.lang.Thread.State"

這個(gè)命令用于打印出所有線程的線程狀態(tài)信息。通過分析這些狀態(tài)信息，可以了解Java應(yīng)用程序的線程活動(dòng)情況。