jstack等命令的实现原理
jstack等命令的实现原理
1. 实现原理
- jstack等命令会与jvm进程建立socket连接
- 发送对应的指令（jstack发送了threaddump执行）
- 然后再读取返回的数据
2. jstack使用场景
**场景：**Java应用持续占用很高CPU，需要排查一下
**模拟：**造个场景简单模拟下，没什么实际意义，仅作演示。我启动了100个线程持续访问 我的博客，博客部署在Ubuntu 16.04上，是一个简单的Spring Boot应用，以jar包直接运行的。
top 命令查下系统运行情况，进程31951占用CPU 80.6%。
jps -l 确认一下，31951就是博客的进程ID，或 cat /proc/31951/cmdline 看下进程的启用命令。
root@iZ94dcq8q6jZ:~# jps -l
28416 sun.tools.jps.Jps
31951 blog.jar
top -Hp 3379 以线程模式查看下进程31951的所有线程情况
假设想看下第二个线程31998的情况，31998是操作系统的线程ID，先转成16进制。
printf '%x' 31998 #值为7cfe
获取该线程的信息(匹配7cf3后取20行差不多)
jstack 31951 | grep 7cfe -A 20
其中部分数据如下：
"Tomcat JDBC Pool Cleaner[11483240:1532362388783]" #31 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0a29dc00 nid=0x7cfe in Object.wait() [0xa2a69000]
java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:552)
- locked <0xaadc5a60> (a java.util.TaskQueue)
at java.util.TimerThread.run(Timer.java:505)
注意：nid=0x7cfe中的nid指native id，是OS中线程ID，对应上面31998线程的16进制值7cfe；tid为Java中线程的ID。
至于如何利用jstack的数据分析线程情况，可以看看 如何使用jstack分析线程状态 和 jstack。
3. jstack实现原理
先以一段简单代码打印threaddump，和stack命令效果一样，下面的类基本来自 tools.jar。
@Test
public void jstack() throws Exception {
RuntimeMXBean runtimeMXBean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
String pid = runtimeMXBean.getName().split("@")[0];
VirtualMachine virtualMachine = VirtualMachine.attach(pid);
HotSpotVirtualMachine hotSpotVirtualMachine = (HotSpotVirtualMachine) virtualMachine;
InputStream inputStream = hotSpotVirtualMachine.remoteDataDump(new String[]{});
String threadDump = IOUtils.toString(inputStream, "utf8"); // IOUtils from commons-io
System.out.println(threadDump);
virtualMachine.detach();
}
打印的部分数据如下：
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.101-b13 mixed mode):
"Attach Listener" #10 daemon prio=9 os_prio=31 tid=0x00007f816293c800 nid=0x5b0f waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Service Thread" #9 daemon prio=9 os_prio=31 tid=0x00007f8162827000 nid=0x5303 runnable [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C1 CompilerThread3" #8 daemon prio=9 os_prio=31 tid=0x00007f8164834800 nid=0x5103 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
核心的**hotSpotVirtualMachine.remoteDataDump()**代码：
public InputStream remoteDataDump(Object... var1) throws IOException {
return this.executeCommand("threaddump", var1);
}
private InputStream executeCommand(String var1, Object... var2) throws IOException {
try {
return this.execute(var1, var2);
} catch (AgentLoadException var4) {
throw new InternalError("Should not get here", var4);
}
}
很多命令都是通过 executeCommand 来实现的，例如：datadump、threaddump、dumpheap、inspectheap、jcmd等，而最终的execute()在Mac机器上是由 BsdVirtualMachine 类来完成。
为了便于阅读，源码我有较大删减，看看execute()中的原英文注释即可。
/**
* Execute the given command in the target VM.
*/
InputStream execute(String cmd, Object ... args) throws AgentLoadException, IOException {
// did we detach?
String p;
synchronized (this) {
if (this.path == null) {
throw new IOException("Detached from target VM");
}
p = this.path;
}
// create UNIX socket
int s = socket();
// connect to target VM
connect(s, p);
IOException ioe = null;
// connected - write request
// <ver> <cmd> <args...>
writeString(s, PROTOCOL_VERSION);
writeString(s, cmd);
for (int i=0; i<3; i++) {
if (i < args.length && args[i] != null) {
writeString(s, (String)args[i]);
} else {
writeString(s, "");
}
}
// Create an input stream to read reply
SocketInputStream sis = new SocketInputStream(s);
// Read the command completion status
int completionStatus = readInt(sis);
// Return the input stream so that the command output can be read
return sis;
}
代码是最好的手册，通过代码可以知道：jstack等命令会与jvm进程建立socket连接，发送对应的指令(jstack发送了threaddump指令)，然后再读取返回的数据。