如何分析Java虚拟机死锁

开发 后端
作者认为分析Java代码问题的最有效的工具仍然是java thread dump,并且认为通常情况下分析Java虚拟机死锁比分析内存泄漏要容易的多,本文针对Java虚拟机死锁问题进行了分析。

到目前为止,我认为分析Java代码问题的最有效的工具仍然是java thread dump,原因是:

1.任何操作系统平台下都可以使用。

2.在多数情况下,可以在生产环境中使用。

3.和操作系统提供的工具相比,java thread dump给出的信息是直白的,直接对应到应用代码。

4.它对被分析的系统干扰很小,因此能反应真实的问题。而其它很多profiling或Instrument工具本身对JVM运行有很大的干扰,经常不能暴露出真正的问题,而且这种工具不能用于生产系统。


我觉得在通常情况下分析Java虚拟机死锁比分析内存泄漏要容易的多。因为死锁发生时,JVM通常处于挂起状态(hang住了),thread dump可以给出静态稳定的信息,查找死锁只需要查找有问题的线程。而内存泄漏的问题却很难界定,一个运行的JVM里有无数对象存在,只有写程序的人才知道哪些对象是垃圾,而哪些不是,而且对象的引用关系非常复杂,很难得到一份清晰的对象引用图。

Java虚拟机死锁发生时,从操作系统上观察,虚拟机的CPU占用率为零,很快会从top或prstat的输出中消失。这时你就可以收集thread dump了,Unix/Linux 下是kill -3 <JVM pid>,在Windows下可以在JVM的console窗口上敲Ctrl-Break。根据不同的设置,thread dump会输出到当前控制台上或应用服务器的日志里。

拿到java thread dump后,你要做的就是查找"waiting for monitor entry"的thread,如果大量thread都在等待给同一个地址上锁(因为对于Java,一个对象只有一把锁),这说明很可能死锁发生了。比如:

  1. "service-j2ee" prio=5 tid=0x024f1c28 nid=0x125 waiting for monitor entry  
  2. [62a3e000..62a3f690]  
  3. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  4. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.internalGetResource(IASNonS  
  5. haredResourcePool.java:625)  
  6. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - waiting to  
  7. lock <0x965d8110> (a com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool)  
  8. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  9. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.getResource(IASNonSharedRes  
  10. ourcePool.java:520)  
  11. ................ 


为了确定问题,常常需要在隔两分钟后再次收集一次thread dump,如果得到的输出相同,仍然是大量thread都在等待给同一个地址上锁,那么肯定是死锁了。

如何找到当前持有锁的线程是解决问题的关键。方法是搜索thread dump,查找"locked <0x965d8110>", 找到持有锁的线程。


 

  1. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: "Thread-20" daemon prio=5 tid=0x01394f18 
  2. nid=0x109 runnable [6716f000..6716fc28]  
  3. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  4. java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)  
  5. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  6. java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:129)  
  7. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at oracle.net.ns.Packet.receive(Unknown  
  8. Source)  
  9. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  10. oracle.net.ns.DataPacket.receive(Unknown Source)  
  11. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  12. oracle.net.ns.NetInputStream.getNextPacket(Unknown Source)  
  13. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  14. oracle.net.ns.NetInputStream.read(Unknown Source)  
  15. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  16. oracle.net.ns.NetInputStream.read(Unknown Source)  
  17. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  18. oracle.net.ns.NetInputStream.read(Unknown Source)  
  19. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  20. oracle.jdbc.ttc7.MAREngine.unmarshalUB1(MAREngine.java:929)  
  21. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  22. oracle.jdbc.ttc7.MAREngine.unmarshalSB1(MAREngine.java:893)  
  23. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  24. oracle.jdbc.ttc7.Ocommoncall.receive(Ocommoncall.java:106)  
  25. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  26. oracle.jdbc.ttc7.TTC7Protocol.logoff(TTC7Protocol.java:396)  
  27. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - locked <0x954f47a0> (a  
  28. oracle.jdbc.ttc7.TTC7Protocol)  
  29. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  30. oracle.jdbc.driver.OracleConnection.close(OracleConnection.java:1518)  
  31. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - locked <0x954f4520> (a  
  32. oracle.jdbc.driver.OracleConnection)  
  33. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  34. com.sun.enterprise.resource.JdbcUrlAllocator.destroyResource(JdbcUrlAllocator.java:122)  
  35. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  36. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.destroyResource(IASNonSharedResourcePool.java:8 
  37. 72)  
  38. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  39. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.resizePool(IASNonSharedResourcePool.java:1086)  
  40. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - locked <0x965d8110> (a  
  41. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool)  
  42. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  43. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool$Resizer.run(IASNonSharedResourcePool.java:1178)  
  44. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  45. java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:432)  
  46. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
  47. java.util.TimerThread.run(Timer.java:382


在这个例子里,持有锁的线程在等待Oracle返回结果,却始终等不到响应,因此发生了死锁。

如果持有锁的线程还在等待给另一个对象上锁,那么还是按上面的办法顺藤摸瓜,直到找到死锁的根源为止。

另外,在thread dump里还会经常看到这样的线程,它们是等待一个条件而主动放弃锁的线程。
例如:

  1. "Thread-1" daemon prio=5 tid=0x014e97a8 nid=0x80 in Object.wait() [68c6f000..68c6fc28]  
  2. at java.lang.Object.wait(Native Method)  
  3. - waiting on <0x95b07178> (a java.util.LinkedList)  
  4. at com.iplanet.ias.util.collection.BlockingQueue.remove(BlockingQueue.java:258)  
  5. - locked <0x95b07178> (a java.util.LinkedList)  
  6. at com.iplanet.ias.util.threadpool.FastThreadPool$ThreadPoolThread.run(FastThreadPool.java:241)  
  7. at java.lang.Thread.run(Thread.java:534


有时也会需要分析这类线程,尤其是线程等待的条件。

其实,Java thread dump并不只用于分析死锁,其它Java应用运行时古怪的行为都可以用thread dump来分析。

***,在Java SE 5里,增加了jstack的工具,也可以获取thread dump。在Java SE 6里, 通过jconsole的图形化工具也可以方便地查找涉及object monitors 和java.util.concurrent.locks死锁。

 

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责任编辑:仲衡 来源: yuzhou的空间
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