Thread Dump分析方法

一、概述

Thread Dump提供了当前活动线程的快照，及JVM中所有Java线程的堆栈跟踪信息，堆栈信息一般包含完整的类名及所执行的方法，如果可能的话还有源代码的行数。
通过Thread Dump可以将问题直接定位到应用程序的代码行上。

能诊断的问题

查找内存，常见的是程序里load大量的数据到缓存。
可以发现死锁线程。

二、获取Dump日志 1. jstack

jstack -l  > 

pid： Java 应用的进程 id ,也就是需要抓取 dump 文件的应用进程 id。
file-path： 保存 dump 文件的路径。

例子：用 jstack 生成 dump 文件到 /opt/tmp/threadDump.txt 目录下。

 jstack -l 37320 > /opt/tmp/threadDump.txt

2. jmap

jmap(JVM Memory Map)一方面可以获取dump文件（堆转储快照文件，二进制文件），它还可以获取目标Java进程的内存相关信息，包括Java堆各区域的使用情况、堆中对象的统计信息、类加载信息等。

2.1. 进程堆的分配和使用情况: -heap

比如看Flink TaskManagerRunner进程堆的分配和使用情况

jps |grep TaskManagerRunner
//171266 TaskManagerRunner

jmap  -heap 171266 > jmap1.log

Attaching to process ID 171266, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.152-b16

using thread-local object allocation.
Garbage-First (G1) GC with 13 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40
   MaxHeapFreeRatio         = 70
   MaxHeapSize              = 536870912 (512.0MB)
   NewSize                  = 1363144 (1.2999954223632812MB)
   MaxNewSize               = 321912832 (307.0MB)
   OldSize                  = 5452592 (5.1999969482421875MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 268435456 (256.0MB)
   G1HeapRegionSize         = 1048576 (1.0MB)

Heap Usage:
G1 Heap:
   regions  = 512
   capacity = 536870912 (512.0MB)
   used     = 194198464 (185.20208740234375MB)
   free     = 342672448 (326.79791259765625MB)
   36.172282695770264% used
G1 Young Generation:
Eden Space:
   regions  = 143
   capacity = 337641472 (322.0MB)
   used     = 149946368 (143.0MB)
   free     = 187695104 (179.0MB)
   44.409937888198755% used
Survivor Space:
   regions  = 1
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 1048576 (1.0MB)
   free     = 0 (0.0MB)
   100.0% used
G1 Old Generation:
   regions  = 43
   capacity = 198180864 (189.0MB)
   used     = 43203520 (41.20208740234375MB)
   free     = 154977344 (147.79791259765625MB)
   21.800046244626323% used

26479 interned Strings occupying 2650792 bytes.

2.2. 查看对象占用的内存 -histo

查看taskManager Runner进程下所有（活）对象占用的内存

jps |grep Task
//12756 TaskManagerRunner
jmap -histo 12756  > histo.log

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:         38301        9046568  [B
   2:        359468        8627232  akka.dispatch.AbstractNodeQueue$Node
   3:        326220        7829280  akka.actor.LightArrayRevolverScheduler$TaskQueue
   4:         84323        5411784  [C
   5:         11166        2986648  [I
   6:            58        1901472  [Lakka.dispatch.forkjoin.ForkJoinTask;
   7:         52856        1268544  java.lang.String
   8:         20054        1081096  [Ljava.lang.Object;
   9:          8837         983192  java.lang.Class
  10:         36268         870432  java.lang.Long
  11:         35157         843768  java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue$Node
  12:         34639         831336  akka.dispatch.Envelope
  13:         33877         813048  scala.concurrent.duration.FiniteDuration
  14:         33247         797928  akka.actor.LightArrayRevolverScheduler$TaskHolder
  15:         33230         797520  akka.dispatch.ForkJoinExecutorConfigurator$AkkaForkJoinTask
  16:         33230         797520  akka.dispatch.TaskInvocation
  17:         17377         556064  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node
  18:         21209         339344  akka.remote.EndpointWriter$$anonfun$akka$remote$EndpointWriter$$trySendPureAck$1
  19:          8959         286688  java.io.ObjectStreamClass$WeakClassKey
  20:          4335         277440  java.nio.DirectByteBuffer
  21:          6704         268160  java.util.HashMap$KeyIterator
  22:          7372         235904  java.util.HashMap$Node
  23:          4096         229376  org.apache.flink.core.memory.HybridMemorySegment
  24:          2077         216008  java.io.ObjectStreamClass
  25:          3246         207744  scala.collection.immutable.VectorIterator
  26:         12542         200672  java.lang.Object
  27:          4112         164480  sun.misc.Cleaner
  28:          6494         155856  scala.PartialFunction$$anonfun$runWith$1
  29:          6494         155856  scala.collection.mutable.MapBuilder
  30:          1740         131624  [Ljava.util.HashMap$Node;
  31:          4108         131456  java.nio.DirectByteBuffer$Deallocator
  32:             4         131136  [Ljava.util.concurrent.ForkJoinTask;
  33:          3627         116064  scala.collection.immutable.HashMap$HashMap1
  34:           110         113168  [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node;
  35:          4597         110328  java.lang.StringBuilder
  36:          1205         106040  java.lang.reflect.Method
  37:          2174         104352  java.util.HashMap
  38:          6494         103904  scala.collection.TraversableLike$$anonfun$collect$1
  39:          6494         103904  scala.collection.generic.GenMapFactory$MapCanBuildFrom
  40:          3038          94872  [Ljava.lang.String;

由于jmap将访问堆中的所有对象，为了保证在此过程中不被应用线程干扰，jmap需要借助安全点机制，让所有线程停留在不改变堆中数据的状态。也就是说，由jmap导出的堆快照必定是安全点位置的。这可能导致基于该对快照的分析结果存在偏差。

例如：假设在编译生成的机器码中，某些堆对象的生命周期在两个安全点之间，那么:live选项将无法探知到这些对象。

另外，如果某个线程长时间无法跑到安全点，jmap将一直等下去。与jstat不同的是，垃圾回收器会主动将jstat所需要的摘要数据保存至固定位置之中，而jstat只需直接读取即可。

2.3. 查看进程的类加载器

jmap -clstats 171266


Attaching to process ID 171266, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.152-b16
finding class loader instances ..done.
computing per loader stat ..done.
please wait.. computing liveness.liveness analysis may be inaccurate ...
class_loader    classes bytes   parent_loader   alive?  type

     2511    4281349   null          live    
0x00000000ff02eb00      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e03bd838      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1ce29c8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000feb01ab8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e08b2880      1       1471      null          dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000ff44ff48      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1b699b8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1ce15c0      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000fffe03f0      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e233fe20      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1b69da0      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1ce11d8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000feb132a8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1cd1dd0      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1cdf1d0      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1ce4dd0      315     736975  0x00000000e03bca00      dead    org/apache/flink/runtime/execution/librarycache/FlinkUserCodeClassLoaders$SafetyNetWrapperClassLoader@0x0000000100821e50
0x00000000e1ce69d0      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1cdc1e8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
0x00000000e1cdede8      1       1471    0x00000000e03bca00      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x0000000100009df8
。。。   

total = 386     14889   24886849            N/A         alive=1, dead=385           N/A

三、Dump日志使用说明

deadlock

线程处于死锁状态，将占用系统大量资源。

Wait on condition

它在等待另一个条件的发生来唤醒自己，或者自己调用了sleep()方法。
状态通常是WAITING (parking)（等待唤醒条件）或 TIMED_WAITING (parking或sleeping)（等待定时唤醒条件）。

如果大量线程处于此种状态，说明这些线程又去获取第三方资源了，比如第三方的网络资源或读取数据库的操作，长时间无法获得响应，导致大量线程进入等待状态。因此，这说明系统处于一个网络瓶颈或读取数据库操作时间太长。

Waiting for Monitor Entry and in Object.wait()

等待进入临界区，处于block状态。

如果大量线程处于这种状态的话，可能是一个全局锁阻塞了大量线程。
如果短期内多次打印Thread Dump信息，发现 waiting for monitor entry 状态的线程越来越多，没有减少的趋势，可能意味着某些线程在临界区里呆得时间太长了，以至于越来越多新线程迟迟无法进入。

blocked

线程处于阻塞状态，需要根据实际情况进行判断。

Thread Dump分析方法

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