jstack排除java进程中cpu占用高

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于 2021-05-12 12:49:44 首次发布

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本文介绍jstack工具的基本使用方法及实战案例，包括如何利用jstack排查高CPU占用率及定位死锁线程等问题。

jstack介绍：

jstack是jdk自带的线程堆栈分析工具，使用该命令可以查看或导出 java 应用程序中线程堆栈信息。
jstack用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，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。如果java程序崩溃生成core文件，jstack工具可以用来获得core文件的java stack和nativestack的信息，从而可以轻松地知道java程序是如何崩溃和在程序何处发生问题。另外，jstack工具还可以附属到正在运行的java程序中，看到当时运行的java程序的javastack和native stack的信息, 如果现在运行的java程序呈现hung的状态，jstack是非常有用的

jstack指令

jstack -help
在这里插入图片描述
说明：

使用方式	说明
jstack [ option ] pid	查看当前时间点，指定进程的dump堆栈信息
jstack [ option ] pid > 文件	将当前时间点的指定进程的dump堆栈信息，写入到指定文件中。注:若该文件不存在，则会自动生成;若该文件存在，则会覆盖源文件。
jstack [ option ] executable core	查看当前时间点，core文件的dump堆栈信息。
jstack [ option ] [server_id@]	查看当前时间点，远程机器的dump堆栈信息。
可选参数说明
-F	当进程挂起了，此时’jstack [-l] pid’是没有相应的，这时候可使用此参数来强制打印堆栈信息,强制jstack），一般情况不需要使用。
-m	打印java和native c/c++框架的所有栈信息。可以打印JVM的堆栈，以及Native的栈帧，一般应用排查不需要使用。
-l	长列表. 打印关于锁的附加信息。例如属于java.util.concurrent的ownable synchronizers列表，会使得JVM停顿得长久得多（可能会差很多倍，比如普通的jstack可能几毫秒和一次GC没区别，加了-l 就是近一秒的时间），-l 建议不要用。一般情况不需要使用。
简单使用示例:
jps查看java进程：

jstack查看指定进程的当前堆栈情况

*将指定进程的当前堆栈情况记录到某个文件中：

jstack实战之高cpu占用率排查：

在几乎没有什么调用的情况下，服务器cpu使用率一直居高不下，非常有可能时程序中的某个线程出现了死循环。

提示：在业务量不大的情况下，cpu占用率过高，死循环以外，常见的可能还有【内存泄漏,导致大量full GC】

准备工作：运行下述代码，死循环，造成CPU占用较高的情况。
在这里插入图片描述
排查开始：

第一步：使用top指令，定位CPU占用较高的进程在这里插入图片描述
第二步：使用top -H -p ${进程id}指令，查看指定进程下各个线程的cpu使用情况。

注：PID虽然名为进程控制符，但其用途不限于特指进程id。如上图中PID列指的就是线程的id。

注：上图中，线程id有一个为1956的，与进程id一样。本人怀疑main线程的id与进程id一致。
第三步：使用printf ‘%x’ xxx指令，将1977转换为16进制。
printf ‘%x’ 1977 转化为16进制 7b9
jstack pid |grep tid找到线程堆栈
jstack 1956 |grep 7b9 -A 30
在这里插入图片描述
提示：如果线程较多的话，我们可以使用grep指定来根据关键字定位行，如：

jstack 1956 | grep -10 7b9：显示【|】前面的指令打印出的信息中的，含有关键字【7b9】的那一行以及其前后各10行的数据
在这里插入图片描述
注：jstack 1956 | grep 7b9：显示【|】前面的指令打印出的信息中的，含有关键字【7b9】的那一行数据。

注：jstack 1956 | grep -A10 7b9:显示【|】前面的指令打印出的信息中的，含有关键字【7b9】的那一行以及其后10行的数据。

注：jstack 1956 | grep -B10 7b9:显示【|】前面的指令打印出的信息中的，含有关键字【7b9】的那一行以及其前10行的数据。
第五步：分析肇事线程堆栈信息。

在这里插入图片描述

①线程名。
②线程优先级。
③一个地址(该地址是什么地址，存疑)。
④线程十六进制id。
⑤线程状态。
⑥线程当前所处方法。
⑦该箭头表示线程的执行历程。

注：此时，我们已经定位到了问题代码的位置⑥，接下来查看程序相应位置的代码，解决死循环问题即可。

jstack实战之死锁线程的定位：

准备工作：运行下述代码，造成死锁发生的情况。

在这里插入图片描述

排查开始：

第一步：使用jps指令，查看所有java进程。
在这里插入图片描述
第二步：使用jstack pid指令，查看指定进程的堆栈信息,观察并定位到死锁线程。

在这里插入图片描述
注：到这里为止，发生死锁的线程就定位到了。

注：我们可以通过诸如【统一获取锁的顺序(线程按照一定的顺序加锁)】、【设置获取锁的超时时间(线程尝试获
取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁)】、【死锁检测】等手段
预防死锁发生。但是如果一旦发生了死锁就没法解开了，只能停掉程序，修复bug后再启动服务了
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