利用jstack进行死锁检测与线程堆栈分析

概述

jstack 是一个强大的命令行工具，主要用于生成Java虚拟机（JVM）当前时刻的线程快照，即所有线程的调用堆栈信息。这些快照对于诊断应用程序中的性能问题非常有用，例如线程间的死锁、无限循环或因请求外部资源而导致的长时间等待等。

当Java程序出现问题时，通过jstack查看线程的调用堆栈，可以帮助我们了解线程当前正在执行的操作或等待的资源。此外，如果Java程序崩溃并生成了核心转储文件（core dump），jstack还可以用于解析这些文件，以获取Java堆栈和本地堆栈的信息，从而帮助我们追踪到程序崩溃的具体位置。

1. jstack - 死锁检测

通过将jstack与进程ID结合使用，可以有效地检测出系统中存在的死锁问题。下面是一个简单的死锁示例：

public class DeadLockTest { private static Object lock1 = new Object(); private static Object lock2 = new Object(); public static void main(String[] args) { new Thread(() -> { synchronized (lock1) { try { System.out.println("thread1 begin"); Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) {} synchronized (lock2) { System.out.println("thread1 end"); } } }).start(); new Thread(() -> { synchronized (lock2) { try { System.out.println("thread2 begin"); Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) {} synchronized (lock1) { System.out.println("thread2 end"); } } }).start(); System.out.println("main thread end"); } }

运行上述代码后，可以通过执行 jstack [进程ID] 命令来获取当前线程的状态信息，进而识别出死锁的线程及其原因。

除了使用命令行工具外，还可以借助图形界面工具如jVisualVM来进行死锁的自动检测，这通常更为直观和方便。

2. jstack - 高CPU使用率线程分析

对于CPU使用率异常高的线程，jstack同样是一个非常有用的工具。首先，需要编写一段会导致CPU高负载的测试代码：

public class Math { public static final int initData = 666; public int compute() { int a = 1; int b = 2; int c = (a + b) * 10; return c; } public static void main(String[] args) { Math math = new Math(); while (true) { math.compute(); // 无限循环计算 } } }

编译并运行这段代码后，可以使用 top -p [进程ID] 命令来监控该进程的CPU使用情况。接着，通过按 'H' 键，可以查看每个线程的详细CPU使用情况，找到占用CPU最高的线程ID（TID）。将这个十进制的TID转换为十六进制，并使用 jstack [进程ID] | grep -A 10 [十六进制TID] 命令来获取该线程的堆栈信息，从而进一步分析其行为模式和潜在的问题点。