jvm gc 调优 实战

2022-11-07 08:26:02

非常不错的文章们 转自：

中文：http://blog.csdn.net/dragonassassin/article/details/51010947

http://josh-persistence.iteye.com/blog/2161848?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

英文：超级超级超级无敌棒的Gc问题调优五部曲

https://www.cubrid.org/blog/understanding-java-garbage-collection

https://www.cubrid.org/blog/how-to-monitor-java-garbage-collection/

https://www.cubrid.org/blog/how-to-tune-java-garbage-collection

https://www.cubrid.org/blog/maxclients-in-apache-and-its-effect-on-tomcat-during-full-gc

https://www.cubrid.org/blog/the-principles-of-java-application-performance-tuning

前提概要： 

       JDK本身提供了很多方便的JVM性能调优监控工具，除了集成式的VisualVM和jConsole外，还有jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof等小巧的工具，每一种工具都有其自身的特点，用户可以根据你需要检测的应用或者程序片段的状况，适当的选择相应的工具进行检测。接下来的两个专题分别会讲VisualVM的具体应用。

现实企业级Java开发中，有时候我们会碰到下面这些问题：

  • OutOfMemoryError，内存不足

  • 内存泄露

  • 线程死锁

  • 锁争用（Lock Contention）

  • Java进程消耗CPU过高

  • ......

这些问题在日常开发中可能被很多人忽视（比如有的人遇到上面的问题只是重启服务器或者调大内存，而不会深究问题根源），但能够理解并解决这些问题是Java程序员进阶的必备要求。

一、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)      ： 基础工具

实际中这是最常用的命令，下面要介绍的小工具更多的都是先要使用jps查看出当前有哪些Java进程，获取该Java进程的id后再对该进程进行处理。

jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式如下：

  1. jps [options] [hostid]

 如果不指定hostid就默认为当前主机或服务器。

命令行参数选项说明如下：

  1. -q 不输出类名、Jar名和传入main方法的参数
  2. -m 输出传入main方法的参数
  3. -l 输出main类或Jar的全限名
  4. -v 输出传入JVM的参数

比如

1、我现在有一个WordCountTopo的Strom程序正在本机运行。

2、使用java -jar deadlock.jar & 启动一个线程死锁的程序

  1. wangsheng@WANGSHENG-PC /E
  2. $ jps -ml
  3. 14200 deadlock.jar
  4. 13952 com.wsheng.storm.topology.WordCountTopo D://input/ 3
  5. 13248 sun.tools.jps.Jps -ml
  6. 9728

二、 jstack    jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息。语法格式如下：

  1. jstack [option] pid
  2. jstack [option] executable core
  3. jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
  1. 命令行参数选项说明如下：
  1. -l long listings，会打印出额外的锁信息，在发生死锁时可以用<strong>jstack -l pid</strong>来观察锁持有情况
  2. -m mixed mode，不仅会输出Java堆栈信息，还会输出C/C++堆栈信息（比如Native方法）

    jstack可以定位到线程堆栈，根据堆栈信息我们可以定位到具体代码，所以它在JVM性能调优中使用得非常多。

下面我们来一个实例：

找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

 第一步： 先找出Java进程ID，服务器上的Java应用名称为wordcount.jar：

  1. [root@storm-master home]# ps -ef | grep wordcount | grep -v grep
  2. root       2860   2547 13 02:09 pts/0    00:02:03 java -jar wordcount.jar /home/input 3

得到进程ID为2860,

第二步:找出该进程内最耗费CPU的线程，可以使用如下3个命令，这里我们使用第3个命令得出如下结果：

  1. 1）ps -Lfp pid ： 即 ps -Lfp 2860
  2. 2）ps -mp pid -o THREAD, tid, time ：即 ps -mp 2860 -o THREAD,tid,time
  3. 3）top -Hp pid： 即 <strong>top -Hp 2860</strong>
  4. 用第三个，输出如下：

jvm gc 调优 实战

TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间，显然CPU时间最长的是ID为2968的线程，用

  1. printf "%x\n" 2968

得到2968的十六进制值为b98，下面会用到。

   第三步：终于轮到jstack上场了，它用来输出进程2860的堆栈信息，然后根据线程ID的十六进制值grep，如下：

  1. [root@storm-master home]# jstack 2860 | grep b98
  2. "SessionTracker" prio=10 tid=0x00007f55a44e4800 nid=0xb53 in Object.wait() [0x00007f558e06c000

可以看到CPU消耗在SessionTracker这个类的Object.wait()，于是就能很容易的定位到相关的代码了。

三、 jmap（Memory Map）和 jhat（Java Heap Analysis Tool）：

jmap导出堆内存，然后使用jhat来进行分析

jmap用来查看堆内存使用状况，一般结合jhat使用。

jmap语法格式如下：

  1. jmap [option] pid
  2. jmap [option] executable core
  3. jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

如果运行在64位JVM上，由于linux操作系统的不同，可能需要指定-J-d64命令选项参数。

 1、打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息： jmap -permstat pid

个人感觉这个不是太有用jvm gc 调优 实战

输出：类加载器名称、对象是否存活（不可靠）、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息，如图：

jvm gc 调优 实战

2、查看进程堆内存使用情况:包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用：jmap -heap pid

比如下面的例子

  1. [root@storm-master home]# jmap -heap 2860
  2. Attaching to process ID 2860, please wait...
  3. Debugger attached successfully.
  4. Server compiler detected.
  5. JVM version is 20.45-b01
  6. using thread-local object allocation.
  7. Mark Sweep Compact GC
  8. Heap Configuration:
  9. MinHeapFreeRatio = 40
  10. MaxHeapFreeRatio = 70
  11. MaxHeapSize      = 257949696 (246.0MB)
  12. NewSize          = 1310720 (1.25MB)
  13. MaxNewSize       = 17592186044415 MB
  14. OldSize          = 5439488 (5.1875MB)
  15. NewRatio         = 2
  16. SurvivorRatio    = 8
  17. PermSize         = 21757952 (20.75MB)
  18. MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)
  19. Heap Usage:
  20. New Generation (Eden + 1 Survivor Space):
  21. capacity = 12189696 (11.625MB)
  22. used     = 6769392 (6.4557952880859375MB)
  23. free     = 5420304 (5.1692047119140625MB)
  24. 55.53372290826613% used
  25. Eden Space:
  26. capacity = 10878976 (10.375MB)
  27. used     = 6585608 (6.280525207519531MB)
  28. free     = 4293368 (4.094474792480469MB)
  29. 60.53518272307982% used
  30. From Space:
  31. capacity = 1310720 (1.25MB)
  32. used     = 183784 (0.17527008056640625MB)
  33. free     = 1126936 (1.0747299194335938MB)
  34. 14.0216064453125% used
  35. To Space:
  36. capacity = 1310720 (1.25MB)
  37. used     = 0 (0.0MB)
  38. free     = 1310720 (1.25MB)
  39. 0.0% used
  40. tenured generation:
  41. capacity = 26619904 (25.38671875MB)
  42. used     = 15785896 (15.054603576660156MB)
  43. free     = 10834008 (10.332115173339844MB)
  44. 59.30110040967841% used
  45. Perm Generation:
  46. capacity = 33554432 (32.0MB)
  47. used     = 33323352 (31.779624938964844MB)
  48. free     = 231080 (0.22037506103515625MB)
  49. 99.31132793426514% used

 3、查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图，如果带上live则只统计活对象：jmap -histo[:live] pid

  1. [root@storm-master Desktop]# jmap -histo 2860
  2. num     #instances         #bytes  class name
  3. ----------------------------------------------
  4. 1:         13917       11432488  [B
  5. 2:          6117        6181448  <instanceKlassKlass>
  6. 3:         39520        6004504  <constMethodKlass>
  7. 4:          6117        5517072  <constantPoolKlass>
  8. 5:         39520        5383280  <methodKlass>
  9. 6:          5148        3150944  <constantPoolCacheKlass>
  10. 7:         29954        2810640  [C
  11. 8:         50179        2469272  <symbolKlass>
  12. 9:         42122        1791704  [Ljava.lang.Object;
  13. 10:          1804         961464  <methodDataKlass>
  14. 11:         11747         941200  [Ljava.util.HashMap$Entry;
  15. 12:         28786         921152  java.lang.String
  16. 13:          6347         660088  java.lang.Class
  17. 14:          7374         625616  [S
  18. 15:         11740         563520  java.util.HashMap
  19. 16:         23447         562728  clojure.lang.PersistentHashMap$BitmapIndexedNode
  20. 17:         10980         351360  clojure.lang.Symbol
  21. 18:          8544         341760  java.lang.ref.SoftReference
  22. 19:          8028         336632  [[I
  23. 20:          3944         283968  java.lang.reflect.Constructor
  24. 21:          4744         227712  java.nio.HeapByteBuffer
  25. 22:          6854         219328  java.util.AbstractList$Itr
  26. 23:          2185         195192  [I
  27. 24:          3854         184992  java.nio.HeapCharBuffer
  28. 25:          5500         176000  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry

class name是对象类型，说明如下:

  1. B  byte
  2. C  char
  3. D  double
  4. F  float
  5. I  int
  6. J  long
  7. Z  boolean
  8. [  数组，如[I表示int[]
  9. [L+类名 其他对象

4、还有一个很常用的情况是：用jmap把进程内存使用情况dump到文件中，再用jhat分析查看。需要注意的是 dump出来的文件还可以用MAT、VisualVM等工具查看。

jmap进行dump命令格式如下：

  1. <strong>jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid</strong>

 

我一样地对上面进程ID为2860进行Dump：

  1. [root@storm-master Desktop]# jmap -dump:format=b,file=/home/dump.dat 2860
  2. Dumping heap to /home/dump.dat ...
  3. Heap dump file created

然后使用jhat来对上面dump出来的内容进行分析

  1. [root@storm-master Desktop]# jhat -port 8888 /home/dump.dat
  2. Reading from /home/dump.dat...
  3. Dump file created Sat Aug 01 04:21:12 PDT 2015
  4. Snapshot read, resolving...
  5. Resolving 411123 objects...
  6. Chasing references, expect 82 dots..................................................................................
  7. Eliminating duplicate references..................................................................................
  8. Snapshot resolved.
  9. Started HTTP server on port 8888
  10. Server is ready.

   注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m参数以指定最大堆内存，即jhat -J-Xmx512m -port 8888 /home/dump.dat。然后就可以在浏览器中输入主机地址:8888查看了：

jvm gc 调优 实战

点击每一个蓝色的超链接，你都会看到其相关更具体的信息，而最后一项更是支持OQL（对象查询语言）。

四、jstat（JVM统计监测工具）: 看看各个区内存和GC的情况

语法格式如下：

  1. jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]

vmid是Java虚拟机ID，在Linux/Unix系统上一般就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。比如下面输出的是GC信息，采样时间间隔为250ms，采样数为6：

  1. [root@storm-master Desktop]# jstat -gc 2860 250 6

jvm gc 调优 实战

要明白上面各列的意义，先看JVM堆内存布局：

jvm gc 调优 实战

可以看出：

  1. 堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代
  2. 年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区（From和To）

现在来解释各列含义：

  1. S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1区容量（Capacity）和使用量（Used）
  2. EC、EU：Eden区容量和使用量
  3. OC、OU：年老代容量和使用量
  4. PC、PU：永久代容量和使用量
  5. YGC、YGT：年轻代GC次数和GC耗时
  6. FGC、FGCT：Full GC次数和Full GC耗时
  7. GCT：GC总耗时

五、hprof（Heap/CPU Profiling Tool）：    hprof能够展现CPU使用率，统计堆内存使用情况。

HPROF: 一个Heap/CPU Profiling工具：J2SE中提供了一个简单的命令行工具来对java程序的cpu和heap进行 profiling，叫做HPROF。HPROF实际上是JVM中的一个native的库，它会在JVM启动的时候通过命令行参数来动态加载，并成为 JVM进程的一部分。若要在java进程启动的时候使用HPROF，用户可以通过各种命令行参数类型来使用HPROF对java进程的heap或者 （和）cpu进行profiling的功能。HPROF产生的profiling数据可以是二进制的，也可以是文本格式的。这些日志可以用来跟踪和分析 java进程的性能问题和瓶颈，解决内存使用上不优的地方或者程序实现上的不优之处。二进制格式的日志还可以被JVM中的HAT工具来进行浏览和分析，用 以观察java进程的heap中各种类型和数据的情况。在J2SE 5.0以后的版本中，HPROF已经被并入到一个叫做Java Virtual Machine Tool Interface（JVM TI）中。

语法格式如下：

  1. java -agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
  2. java -Xrunprof[:options] ToBeProfiledClass
  3. javac -J-agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass

完整的命令选项如下：

  1. Option Name and Value  Description                    Default
  2. ---------------------  -----------                    -------
  3. heap=dump|sites|all    heap profiling                 all
  4. cpu=samples|times|old  CPU usage                      off
  5. monitor=y|n            monitor contention             n
  6. format=a|b             text(txt) or binary output     a
  7. file=<file>            write data to file             java.hprof[.txt]
  8. net=<host>:<port>      send data over a socket        off
  9. depth=<size>           stack trace depth              4
  10. interval=<ms>          sample interval in ms          10
  11. cutoff=<value>         output cutoff point            0.0001
  12. lineno=y|n             line number in traces?         y
  13. thread=y|n             thread in traces?              n
  14. doe=y|n                dump on exit?                  y
  15. msa=y|n                Solaris micro state accounting n
  16. force=y|n              force output to <file>         y
  17. verbose=y|n            print messages about dumps     y

- Get sample cpu information every 20 millisec, with a stack depth of 3:

java -agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3 classname 
     - Get heap usage information based on the allocation sites: 
         java -agentlib:hprof=heap=sites classname

上面每隔20毫秒采样CPU消耗信息，堆栈深度为3，生成的profile文件名称是java.hprof.txt，在当前目录。

默认情况下，java进程profiling的信息（sites和dump）都会被 写入到一个叫做java.hprof.txt的文件中。大多数情况下，该文件中都会对每个trace，threads，objects包含一个ID，每一 个ID代表一个不同的观察对象。通常，traces会从300000开始。 默认，force=y，会将所有的信息全部输出到output文件中，所以如果含有 多个JVMs都采用的HRPOF enable的方式运行，最好将force=n，这样能够将单独的JVM的profiling信息输出到不同的指定文件。 interval选项只在 cpu=samples的情况下生效，表示每隔多少毫秒对java进程的cpu使用情况进行一次采集。 msa选项仅仅在Solaris系统下才有效， 表示会使用Solaris下的Micro State Accounting功能

第二部分： 实例部分：

该部分将使用相关的实例和前面提到的JVM性能调优工具来进行性能诊断。

1、使用jstack来分析死锁问题：

上面说明中提到 jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息,您可以使用它查明问题。jstack [-l] <pid>,pid可以通过使用jps命令来查看当前Java程序的pid值,-l是可选参数,它可以显示线程阻塞/死锁情况

  1. package com.wsheng.aggregator.thread.performance;
  2. import org.springframework.stereotype.Component;
  3. /**
  4. * Dead lock example
  5. *
  6. * @author Josh Wang(Sheng)
  7. *
  8. * @email  josh_wang23@hotmail.com
  9. */
  10. @Component
  11. public class DeadLock {
  12. public static void main(String[] args) {
  13. System.out.println(" start the example ----- ");
  14. final Object obj_1 = new Object(), obj_2 = new Object();
  15. Thread t1 = new Thread("t1") {
  16. @Override
  17. public void run() {
  18. synchronized (obj_1) {
  19. try {
  20. System.out.println("thread t1 start...");
  21. Thread.sleep(3000);
  22. } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
  23. synchronized (obj_2) {
  24. System.out.println("thread t1 done....");
  25. }
  26. }
  27. }
  28. };
  29. Thread t2 = new Thread("t2") {
  30. @Override
  31. public void run() {
  32. synchronized (obj_2) {
  33. try {
  34. System.out.println("thread t2 start...");
  35. Thread.sleep(3000);
  36. } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
  37. synchronized (obj_1) {
  38. System.out.println("thread t2 done...");
  39. }
  40. }
  41. }
  42. };
  43. t1.start();
  44. t2.start();
  45. }
  46. }

以上DeadLock类是一个死锁的例子,假使在我们不知情的情况下,运行DeadLock后,发现等了N久都没有在屏幕打印线程完成信息。这个时候我们就可以使用jps查看该程序的pid值和使用jstack来生产堆栈结果问题。

  1. java -jar deadlock.jar <span style="font-size: 1em; line-height: 1.5;">com.wsheng.aggregator.thread.performance.</span><span style="font-size: 1em; line-height: 1.5;">DeadLock & </span>
  1. $ jps
  2. 3076 Jps
  3. 448 DeadLock
  4. $ <strong>jstack -l 448 > deadlock.jstack</strong>

结果文件deadlock.jstack内容如下：

  1. 2014-11-29 13:31:06
  2. Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.65-b04 mixed mode):
  3. "Attach Listener" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d4002800 nid=0x440b waiting on condition [0x0000000000000000]
  4. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  5. Locked ownable synchronizers:
  6. - None
  7. "DestroyJavaVM" prio=5 tid=0x00007fd9d4802000 nid=0x1903 waiting on condition [0x0000000000000000]
  8. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  9. Locked ownable synchronizers:
  10. - None
  11. "t2" prio=5 tid=0x00007fd9d30ac000 nid=0x5903 waiting for monitor entry [0x000000011da46000]
  12. java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
  13. at DeadLock$2.run(DeadLock.java:38)
  14. - waiting to lock <0x00000007aaba7e58> (a java.lang.Object)
  15. - locked <0x00000007aaba7e68> (a java.lang.Object)
  16. Locked ownable synchronizers:
  17. - None
  18. "t1" prio=5 tid=0x00007fd9d30ab800 nid=0x5703 waiting for monitor entry [0x000000011d943000]
  19. java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
  20. at DeadLock$1.run(DeadLock.java:23)
  21. - waiting to lock <0x00000007aaba7e68> (a java.lang.Object)
  22. - locked <0x00000007aaba7e58> (a java.lang.Object)
  23. Locked ownable synchronizers:
  24. - None
  25. "Service Thread" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d2809000 nid=0x5303 runnable [0x0000000000000000]
  26. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  27. Locked ownable synchronizers:
  28. - None
  29. "C2 CompilerThread1" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d304e000 nid=0x5103 waiting on condition [0x0000000000000000]
  30. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  31. Locked ownable synchronizers:
  32. - None
  33. "C2 CompilerThread0" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d2800800 nid=0x4f03 waiting on condition [0x0000000000000000]
  34. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  35. Locked ownable synchronizers:
  36. - None
  37. "Signal Dispatcher" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d3035000 nid=0x4d03 runnable [0x0000000000000000]
  38. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  39. Locked ownable synchronizers:
  40. - None
  41. "Finalizer" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d2013000 nid=0x3903 in Object.wait() [0x000000011d18d000]
  42. java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
  43. at java.lang.Object.wait(Native Method)
  44. - waiting on <0x00000007aaa85608> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
  45. at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:135)
  46. - locked <0x00000007aaa85608> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
  47. at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:151)
  48. at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)
  49. Locked ownable synchronizers:
  50. - None
  51. "Reference Handler" daemon prio=5 tid=0x00007fd9d2012000 nid=0x3703 in Object.wait() [0x000000011d08a000]
  52. java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
  53. at java.lang.Object.wait(Native Method)
  54. - waiting on <0x00000007aaa85190> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
  55. at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
  56. at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
  57. - locked <0x00000007aaa85190> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
  58. Locked ownable synchronizers:
  59. - None
  60. "VM Thread" prio=5 tid=0x00007fd9d5011000 nid=0x3503 runnable
  61. "GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200b000 nid=0x2503 runnable
  62. "GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200b800 nid=0x2703 runnable
  63. "GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200c800 nid=0x2903 runnable
  64. "GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200d000 nid=0x2b03 runnable
  65. "GC task thread#4 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200d800 nid=0x2d03 runnable
  66. "GC task thread#5 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200e000 nid=0x2f03 runnable
  67. "GC task thread#6 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200f000 nid=0x3103 runnable
  68. "GC task thread#7 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007fd9d200f800 nid=0x3303 runnable
  69. "VM Periodic Task Thread" prio=5 tid=0x00007fd9d3033800 nid=0x5503 waiting on condition
  70. JNI global references: 114
  71. <strong>Found one Java-level deadlock:</strong>
  72. =============================
  73. <strong>"t2":
  74. waiting to lock monitor 0x00007fd9d30aebb8 (object 0x00000007aaba7e58, a java.lang.Object),
  75. which is held by "t1"
  76. "t1":
  77. waiting to lock monitor 0x00007fd9d28128b8 (object 0x00000007aaba7e68, a java.lang.Object),
  78. which is held by "t2"
  79. Java stack information for the threads listed above:</strong>
  80. ===================================================
  81. "t2":
  82. at DeadLock$2.run(DeadLock.java:38)
  83. - waiting to lock <0x00000007aaba7e58> (a java.lang.Object)
  84. - locked <0x00000007aaba7e68> (a java.lang.Object)
  85. "t1":
  86. at DeadLock$1.run(DeadLock.java:23)
  87. - waiting to lock <0x00000007aaba7e68> (a java.lang.Object)
  88. - locked <0x00000007aaba7e58> (a java.lang.Object)
  89. Found 1 deadlock.

从这个结果文件我们一看到发现了一个死锁,具体是线程t2在等待线程t1,而线程t1在等待线程t2造成的,同时也记录了线程的堆栈和代码行数,通过这个堆栈和行数我们就可以去检查对应的代码块,从而发现问题和解决问题。

可通过下面的代码解决死锁问题：

  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  3. /**
  4. * Dead lock example
  5. *
  6. * @author Josh Wang(Sheng)
  7. *
  8. * @email  josh_wang23@hotmail.com
  9. */
  10. public class DeadLock2Live {
  11. public static void main(String[] args) {
  12. System.out.println(" start the example ----- ");
  13. final Lock lock = new ReentrantLock();
  14. Thread t1 = new Thread("t1") {
  15. @Override
  16. public void run() {
  17. try {
  18. lock.lock();
  19. Thread.sleep(3000);
  20. System.out.println("thread t1 done.");
  21. } catch (InterruptedException e) {
  22. e.printStackTrace();
  23. } finally {
  24. lock.unlock();
  25. }
  26. }
  27. };
  28. Thread t2 = new Thread("t2") {
  29. @Override
  30. public void run() {
  31. try {
  32. lock.lock();
  33. Thread.sleep(3000);
  34. System.out.println("thread t2 done.");
  35. }  catch (InterruptedException e) {
  36. e.printStackTrace();
  37. } finally {
  38. lock.unlock();
  39. }
  40. }
  41. };
  42. t1.start();
  43. t2.start();
  44. }
  45. }

 2、继续使用jstack来分析HashMap在多线程情况下的死锁问题：

对于如下代码，使用10个线程来处理提交的2000个任务，每个任务会分别循环往hashmap中分别存入和取出1000个数，通过测试发现，程序并不能完整执行完成。[PS:该程序能不能成功执行完，有时也取决于所使用的服务器的运行状况，我在笔记本上测试的时候，大多时候该程序不能成功执行完成，有时会出现CPU转速加快，发热等情况]

  1. import java.util.HashMap;
  2. import java.util.Map;
  3. import java.util.concurrent.Callable;
  4. import java.util.concurrent.ExecutionException;
  5. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  6. import java.util.concurrent.Executors;
  7. /**
  8. * @author Josh Wang(Sheng)
  9. *
  10. * @email  josh_wang23@hotmail.com
  11. */
  12. public class HashMapDeadLock implements Callable<Integer> {
  13. private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
  14. private static Map<Integer, Integer> results = new HashMap<>();
  15. @Override
  16. public Integer call() throws Exception {
  17. results.put(1, 1);
  18. results.put(2, 2);
  19. results.put(3, 3);
  20. for (int i = 0; i < 1000; i++) {
  21. results.put(i, i);
  22. }
  23. Thread.sleep(1000);
  24. for (int i= 0; i < 1000; i++) {
  25. results.remove(i);
  26. }
  27. System.out.println(" ---- " + Thread.currentThread().getName()  + "     " + results.get(0));
  28. return results.get(1);
  29. }
  30. public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
  31. try {
  32. for (int i = 0; i < 2000; i++) {
  33. HashMapDeadLock hashMapDeadLock  = new HashMapDeadLock();
  34. //           Future<Integer> future = threadPool.submit(hashMapDeadLock);
  35. //           future.get();
  36. threadPool.submit(hashMapDeadLock);
  37. }
  38. } catch (Exception e) {
  39. e.printStackTrace();
  40. } finally {
  41. threadPool.shutdown();
  42. }
  43. }
  44. }

1） 使用jps查看线程可得：

  1. 43221 Jps
  2. 30056
  3. 43125 HashMapDeadLock

2）使用jstack导出多线程栈区信息：

  1. jstack -l 43125 > hash.jstack

3) hash.jstack的内容如下：

  1. 2014-11-29 18:14:22
  2. Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.65-b04 mixed mode):
  3. "Attach Listener" daemon prio=5 tid=0x00007f83ee08a000 nid=0x5d07 waiting on condition [0x0000000000000000]
  4. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  5. Locked ownable synchronizers:
  6. - None
  7. "DestroyJavaVM" prio=5 tid=0x00007f83eb016800 nid=0x1903 waiting on condition [0x0000000000000000]
  8. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  9. Locked ownable synchronizers:
  10. - None
  11. "pool-1-thread-10" prio=5 tid=0x00007f83ec80a000 nid=0x6903 runnable [0x000000011cd19000]
  12. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  13. at java.util.HashMap.transfer(HashMap.java:601)
  14. at java.util.HashMap.resize(HashMap.java:581)
  15. at java.util.HashMap.addEntry(HashMap.java:879)
  16. at java.util.HashMap.put(HashMap.java:505)
  17. <span style="color: #ff0000;"><strong>at HashMapDeadLock.call(HashMapDeadLock.java:30)
  18. at HashMapDeadLock.call(HashMapDeadLock.java:1)</strong></span>
  19. at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262)
  20. at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)
  21. at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615)
  22. at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
  23. Locked ownable synchronizers:
  24. - <0x00000007aaba84c8> (a java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker)
  25. "Service Thread" daemon prio=5 tid=0x00007f83eb839800 nid=0x5303 runnable [0x0000000000000000]
  26. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  27. Locked ownable synchronizers:
  28. - None
  29. "C2 CompilerThread1" daemon prio=5 tid=0x00007f83ee002000 nid=0x5103 waiting on condition [0x0000000000000000]
  30. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  31. Locked ownable synchronizers:
  32. - None
  33. "C2 CompilerThread0" daemon prio=5 tid=0x00007f83ee000000 nid=0x4f03 waiting on condition [0x0000000000000000]
  34. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  35. Locked ownable synchronizers:
  36. - None
  37. "Signal Dispatcher" daemon prio=5 tid=0x00007f83ec04c800 nid=0x4d03 runnable [0x0000000000000000]
  38. java.lang.Thread.State: RUNNABLE
  39. Locked ownable synchronizers:
  40. - None
  41. "Finalizer" daemon prio=5 tid=0x00007f83eb836800 nid=0x3903 in Object.wait() [0x000000011bc58000]
  42. java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
  43. at java.lang.Object.wait(Native Method)
  44. - waiting on <0x00000007aaa85608> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
  45. at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:135)
  46. - locked <0x00000007aaa85608> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
  47. at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:151)
  48. at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)
  49. Locked ownable synchronizers:
  50. - None
  51. "Reference Handler" daemon prio=5 tid=0x00007f83eb01a800 nid=0x3703 in Object.wait() [0x000000011bb55000]
  52. java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
  53. at java.lang.Object.wait(Native Method)
  54. - waiting on <0x00000007aaa85190> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
  55. at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
  56. at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
  57. - locked <0x00000007aaa85190> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
  58. Locked ownable synchronizers:
  59. - None
  60. "VM Thread" prio=5 tid=0x00007f83ed808800 nid=0x3503 runnable
  61. "GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec80d800 nid=0x2503 runnable
  62. "GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec80e000 nid=0x2703 runnable
  63. "GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec001000 nid=0x2903 runnable
  64. "GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec002000 nid=0x2b03 runnable
  65. "GC task thread#4 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec002800 nid=0x2d03 runnable
  66. "GC task thread#5 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec003000 nid=0x2f03 runnable
  67. "GC task thread#6 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec003800 nid=0x3103 runnable
  68. "GC task thread#7 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f83ec004800 nid=0x3303 runnable
  69. "VM Periodic Task Thread" prio=5 tid=0x00007f83ec814800 nid=0x5503 waiting on condition
  70. JNI global references: 134

4）从红色高亮部分可看出，代码中的30行出问题了，即往hashmap中写入数据出问题了：

  1. results.put(i, i);

很快就明白因为Hashmap不是线程安全的，所以问题就出在这个地方，我们可以使用线程安全的map即

ConcurrentHashMap后者HashTable来解决该问题：

  1. import java.util.Map;
  2. import java.util.concurrent.Callable;
  3. import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
  4. import java.util.concurrent.ExecutionException;
  5. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  6. import java.util.concurrent.Executors;
  7. /**
  8. *
  9. */
  10. /**
  11. * @author Josh Wang(Sheng)
  12. *
  13. * @email  josh_wang23@hotmail.com
  14. */
  15. public class HashMapDead2LiveLock implements Callable<Integer> {
  16. private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
  17. private static Map<Integer, Integer> results = new ConcurrentHashMap<>();
  18. @Override
  19. public Integer call() throws Exception {
  20. results.put(1, 1);
  21. results.put(2, 2);
  22. results.put(3, 3);
  23. for (int i = 0; i < 1000; i++) {
  24. results.put(i, i);
  25. }
  26. Thread.sleep(1000);
  27. for (int i= 0; i < 1000; i++) {
  28. results.remove(i);
  29. }
  30. System.out.println(" ---- " + Thread.currentThread().getName()  + "     " + results.get(0));
  31. return results.get(1);
  32. }
  33. public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
  34. try {
  35. for (int i = 0; i < 2000; i++) {
  36. HashMapDead2LiveLock hashMapDeadLock  = new HashMapDead2LiveLock();
  37. //                  Future<Integer> future = threadPool.submit(hashMapDeadLock);
  38. //                  future.get();
  39. threadPool.submit(hashMapDeadLock);
  40. }
  41. } catch (Exception e) {
  42. e.printStackTrace();
  43. } finally {
  44. threadPool.shutdown();
  45. }
  46. }
  47. }

改成ConcurrentHashMap后，重新执行该程序，你会发现很快该程序就执行完了。

上一篇：spring 事务无效解决方法


下一篇：【Java并发】详解 AbstractQueuedSynchronizer