本篇是整理《java多线程编程核心技术》和《java并发编程的艺术》中对于死锁和上下文切换的查看命令的总结。
一、死锁
1.死锁的图解
- 死锁
死锁是两个甚至多个线程被永久阻塞时的一种运行局面。死锁的原因:由于两个甚至多个线程相互等待对方已被锁定的资源。
2.死锁的例子
public class DeadThreadLockTest implements Runnable{
private Object lock1 = new Object();
private Object lock2 = new Object();
private String name;
public void setFlag(String name){
this.name = name;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
DeadThreadLockTest dtlt = new DeadThreadLockTest();
dtlt.setFlag("a");
Thread t1 = new Thread(dtlt,"t1");
t1.start();
Thread.sleep(1000);
dtlt.setFlag("b");
Thread t2 = new Thread(dtlt,"t2");
t2.start();
}
@Override
public void run() {
if(name.equals("a")) {
synchronized (lock1){
System.out.println("name : " + name + " -- " + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lock2){
System.out.println("lock1 ---> lock2");
}
}
}
if (name.equals("b")){
synchronized (lock2){
System.out.println("name : " + name + " -- " + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lock1){
System.out.println("lock2 ---> lock1");
}
}
}
}
}
ide一直处于run状态,运行控制台打印的结果:
#org.dufy.cha2.t2.DeadThreadLockTest
name : a -- t1
name : b -- t2
3.检查线程状态命令-查看是否发生死锁
(1):jps命令:显示当前所有的java进程(显示当前用户的所有java进程的PID)
F:\My_WorkSpace\idea_project>jps
1684 RemoteMavenServer
11088 Jps
2816 AppMain #我们上面代码的执行线程id
1260
2332 Launcher
(2):jstack :当前线程的状态
F:\My_WorkSpace\idea_project>jstack -l 2816
2017-10-04 11:02:26
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.79-b02 mixed mode):
"DestroyJavaVM" prio=6 tid=0x000000000173e000 nid=0x1820 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
Locked ownable synchronizers:
- None
"t2" prio=6 tid=0x000000000dd3c800 nid=0x22d0 waiting for monitor entry [0x000000000e92f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at org.dufy.cha2.t2.DeadThreadLockTest.run(DeadThreadLockTest.java:71)
- waiting to lock <0x00000007d61fc418> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000007d61fc428> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Locked ownable synchronizers:
- None
"t1" prio=6 tid=0x000000000dd3b800 nid=0x9d8 waiting for monitor entry [0x000000000e82f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at org.dufy.cha2.t2.DeadThreadLockTest.run(DeadThreadLockTest.java:54)
- waiting to lock <0x00000007d61fc428> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000007d61fc418> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Locked ownable synchronizers:
- None
"Finalizer" daemon prio=8 tid=0x000000000bc5f800 nid=0x268c in Object.wait() [0x000000000dc2f000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000007d6084858> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:135)
- locked <0x00000007d6084858> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:151)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)
Locked ownable synchronizers:
- None
"Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x000000000bc59000 nid=0x2054 in Object.wait() [0x000000000db2f000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000007d6084470> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
- locked <0x00000007d6084470> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
Locked ownable synchronizers:
- None
Found one Java-level deadlock:
=============================
"t2":
waiting to lock monitor 0x000000000bc5f438 (object 0x00000007d61fc418, a java.lang.Object),
which is held by "t1"
"t1":
waiting to lock monitor 0x000000000bc5e0f8 (object 0x00000007d61fc428, a java.lang.Object),
which is held by "t2"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"t2":
at org.dufy.cha2.t2.DeadThreadLockTest.run(DeadThreadLockTest.java:71)
- waiting to lock <0x00000007d61fc418> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000007d61fc428> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
"t1":
at org.dufy.cha2.t2.DeadThreadLockTest.run(DeadThreadLockTest.java:54)
- waiting to lock <0x00000007d61fc428> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000007d61fc418> (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Found 1 deadlock.
查看线程的状态,并发现Found one Java-level deadlock:,Found 1 deadlock.可以知道线程发生了死锁!
4.总结
- 死锁发生的条件
互斥条件:线程对资源的访问是排他性的,如果一个线程对占用了某资源,那么其他线程必须处于等待状态,直到资源被释放。
请求和保持条件:线程T1至少已经保持了一个资源R1占用,但又提出对另一个资源R2请求,而此时,资源R2被其他线程T2占用,于是该线程T1也必须等待,但又对自己保持的资源R1不释放。
不剥夺条件:线程已获得的资源,在未使用完之前,不能被其他线程剥夺,只能在使用完以后由自己释放。
环路等待条件:在死锁发生时,必然存在一个“进程-资源环形链”,即:{p0,p1,p2,…pn},进程p0(或线程)等待p1占用的资源,p1等待p2占用的资源,pn等待p0占用的资源。(最直观的理解是,p0等待p1占用的资源,而p1而在等待p0占用的资源,于是两个进程就相互等待) - 避免死锁
避免嵌套封锁:这是死锁最主要的原因的,如果你已经有一个资源了就要避免封锁另一个资源。如果你运行时只有一个对象封锁,那是几乎不可能出现一个死锁局面的。
只对有请求的进行封锁:你应当只想你要运行的资源获取封锁,比如在上述程序中我在封锁的完全的对象资源。但是如果我们只对它所属领域中的一个感兴趣,那我们应当封锁住那个特殊的领域而并非完全的对象。
避免无限期的等待:如果两个线程正在等待对象结束,无限期的使用线程加入,如果你的线程必须要等待另一个线程的结束,若是等待进程的结束加入最好准备最长时间。
并发编程艺术:
(1)避免一个线程同时获取多个锁;
(2)避免一个线程在锁内同时占用多个资源,尽量保证每个锁占用一个资源;
(3)尝试使用定时锁,使用lock.tryLock(timeout)来替代使用内部锁机制;
(4)对于数据库锁,加锁和解锁必须在一个数据库连接里,否则会出现解锁失败的情况。
二、上下文切换
第一步:使用jps查询当前用户的线程
jps #命令
第二步:使用jstack命令dump线程信息
通过使用jstack查看当前pid的进程中的线程都在做什么。
#jstack 端口 > 重定向输出到dump目录下
jstack 5899 > dump/dump5899
第三步:统计所有线程处于什么状态
通过命令统计当前pid进程中线程的状态。
grep java.lang.Thread.State dump/dump5899 | awk '{print $2$3$4$5}' | sort | uniq -c
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6 RUNNABLE
1 TIMED_WAITING(onobjectmonitor)
2 TIMED_WAITING(sleeping)
2 WAITING(onobjectmonitor)
1 WAITING(parking)
备注:
RUNNABLE:线程start()后,得到cup的时间片,执行状态;
TIMED_WAITING: sleep()方法执行后的状态;
BLOCKED : 出现在一个线程等待锁的时候;
WAITING: 线程执行了Object.wati方法后的状态;
第四步:打开dump文件查看对应状态的线程在做什么
打开dump文件,如果大量的线程处于BLOCKED 状态,查看处于BLOCKED 状态的线程在做什么,是什么原因导致线程大量处于BLOCKED 状态。
查看 WAITING 状态,为什么线程处于WAITING状态,是不是线程池中的启动线程太多,很多没有被用到。合理的设置线程池等。
第五步:找到原因,调整重试
发现有问题的线程状态,进行调整,然后重启相关服务,验证调整的结果。