如何分析Java虚拟机死锁

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：

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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 ，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. 
  
  
  
  2. [62a3e000..62a3f690]  
    3. 
  
  
  
  3. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    4. 
  
  
  
  4. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.internalGetResource(IASNonS  
    5. 
  
  
  
  5. haredResourcePool.java:625)  
    6. 
  
  
  
  6. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - waiting to  
    7. 
  
  
  
  7. lock <0x965d8110> (a com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool)  
    8. 
  
  
  
  8. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    9. 
  
  
  
  9. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.getResource(IASNonSharedRes  
    10. 
  
  
  
  10. ourcePool.java:520)  
    11. 
  
  
  
  11. ................ 
    12.

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. 
  
  
  
  2. nid=0x109 runnable [6716f000..6716fc28]  
    3. 
  
  
  
  3. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    4. 
  
  
  
  4. java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)  
    5. 
  
  
  
  5. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    6. 
  
  
  
  6. java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:129)  
    7. 
  
  
  
  7. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at oracle.net.ns.Packet.receive(Unknown  
    8. 
  
  
  
  8. Source)  
    9. 
  
  
  
  9. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    10. 
  
  
  
  10. oracle.net.ns.DataPacket.receive(Unknown Source)  
    11. 
  
  
  
  11. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    12. 
  
  
  
  12. oracle.net.ns.NetInputStream.getNextPacket(Unknown Source)  
    13. 
  
  
  
  13. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    14. 
  
  
  
  14. oracle.net.ns.NetInputStream.read(Unknown Source)  
    15. 
  
  
  
  15. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    16. 
  
  
  
  16. oracle.net.ns.NetInputStream.read(Unknown Source)  
    17. 
  
  
  
  17. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    18. 
  
  
  
  18. oracle.net.ns.NetInputStream.read(Unknown Source)  
    19. 
  
  
  
  19. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    20. 
  
  
  
  20. oracle.jdbc.ttc7.MAREngine.unmarshalUB1(MAREngine.java:929)  
    21. 
  
  
  
  21. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    22. 
  
  
  
  22. oracle.jdbc.ttc7.MAREngine.unmarshalSB1(MAREngine.java:893)  
    23. 
  
  
  
  23. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    24. 
  
  
  
  24. oracle.jdbc.ttc7.Ocommoncall.receive(Ocommoncall.java:106)  
    25. 
  
  
  
  25. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    26. 
  
  
  
  26. oracle.jdbc.ttc7.TTC7Protocol.logoff(TTC7Protocol.java:396)  
    27. 
  
  
  
  27. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - locked <0x954f47a0> (a  
    28. 
  
  
  
  28. oracle.jdbc.ttc7.TTC7Protocol)  
    29. 
  
  
  
  29. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    30. 
  
  
  
  30. oracle.jdbc.driver.OracleConnection.close(OracleConnection.java:1518)  
    31. 
  
  
  
  31. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - locked <0x954f4520> (a  
    32. 
  
  
  
  32. oracle.jdbc.driver.OracleConnection)  
    33. 
  
  
  
  33. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    34. 
  
  
  
  34. com.sun.enterprise.resource.JdbcUrlAllocator.destroyResource(JdbcUrlAllocator.java:122)  
    35. 
  
  
  
  35. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    36. 
  
  
  
  36. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.destroyResource(IASNonSharedResourcePool.java:8 
    37. 
  
  
  
  37. 72)  
    38. 
  
  
  
  38. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    39. 
  
  
  
  39. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool.resizePool(IASNonSharedResourcePool.java:1086)  
    40. 
  
  
  
  40. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: - locked <0x965d8110> (a  
    41. 
  
  
  
  41. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool)  
    42. 
  
  
  
  42. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    43. 
  
  
  
  43. com.sun.enterprise.resource.IASNonSharedResourcePool$Resizer.run(IASNonSharedResourcePool.java:1178)  
    44. 
  
  
  
  44. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    45. 
  
  
  
  45. java.util.TimerThread.mainLoop(Timer.java:432)  
    46. 
  
  
  
  46. [27/Jun/2006:10:03:08] WARNING (26140): CORE3283: stderr: at  
    47. 
  
  
  
  47. java.util.TimerThread.run(Timer.java:382) 
    48.

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. 
  
  
  
  2. at java.lang.Object.wait(Native Method)  
    3. 
  
  
  
  3. - waiting on <0x95b07178> (a java.util.LinkedList)  
    4. 
  
  
  
  4. at com.iplanet.ias.util.collection.BlockingQueue.remove(BlockingQueue.java:258)  
    5. 
  
  
  
  5. - locked <0x95b07178> (a java.util.LinkedList)  
    6. 
  
  
  
  6. at com.iplanet.ias.util.threadpool.FastThreadPool$ThreadPoolThread.run(FastThreadPool.java:241)  
    7. 
  
  
  
  7. at java.lang.Thread.run(Thread.java:534) 
    8.

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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