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          排查死鎖的 4 種工具,秀~

          共 4005字,需瀏覽 9分鐘

           ·

          2022-11-06 22:55

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          作者 | 磊哥

          來(lái)源 | Java中文社群(ID:javacn666)

          轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)(微信ID:GG_Stone)

          死鎖(Dead Lock)指的是兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)算單元(進(jìn)程、線程或協(xié)程),都在等待對(duì)方停止執(zhí)行,以取得系統(tǒng)資源,但是沒(méi)有一方提前退出,就稱為死鎖。

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          死鎖示例

          接下來(lái),我們先來(lái)演示一下 Java 中最簡(jiǎn)單的死鎖,我們創(chuàng)建兩個(gè)鎖和兩個(gè)線程,讓線程 1 先擁有鎖 A,然后在 1s 后嘗試獲取鎖 B,同時(shí)我們啟動(dòng)線程 2,讓它先擁有鎖 B,然后在 1s 之后嘗試獲取鎖 A,這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)相互等待對(duì)方釋放鎖的情況,從而造成死鎖的問(wèn)題,具體代碼如下:

                public class DeadLockExample {
          public static void main(String[] args) {
          Object lockA = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 A
          Object lockB = new Object(); // 創(chuàng)建鎖 B

          // 創(chuàng)建線程 1
          Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
          // 先獲取鎖 A
          synchronized (lockA) {
          System.out.println("線程 1:獲取到鎖 A!");
          try {
          Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
          }
          // 嘗試獲取鎖 B
          System.out.println("線程 1:等待獲取 B...");
          synchronized (lockB) {
          System.out.println("線程 1:獲取到鎖 B!");
          }
          }
          }
          });
          t1.start(); // 運(yùn)行線程

          // 創(chuàng)建線程 2
          Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
          // 先獲取鎖 B
          synchronized (lockB) {
          System.out.println("線程 2:獲取到鎖 B!");
          try {
          Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
          }
          // 嘗試獲取鎖 A
          System.out.println("線程 2:等待獲取 A...");
          synchronized (lockA) {
          System.out.println("線程 2:獲取到鎖 A!");
          }
          }
          }
          });
          t2.start(); // 運(yùn)行線程
          }
          }

          以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下:

          2d27a73a03abed117e1f4c481ff307a4.webp從上述結(jié)果可以看出,線程 1 和線程 2 都在等待對(duì)方釋放鎖,這樣就造成了死鎖問(wèn)題。

          死鎖產(chǎn)生原因

          通過(guò)以上示例,我們可以得出結(jié)論,要產(chǎn)生死鎖需要滿足以下 4 個(gè)條件

          1. 互斥條件:指運(yùn)算單元(進(jìn)程、線程或協(xié)程)對(duì)所分配到的資源具有排它性,也就是說(shuō)在一段時(shí)間內(nèi)某個(gè)鎖資源只能被一個(gè)運(yùn)算單元所占用。
          2. 請(qǐng)求和保持條件:指運(yùn)算單元已經(jīng)保持至少一個(gè)資源,但又提出了新的資源請(qǐng)求,而該資源已被其它運(yùn)算單元占有,此時(shí)請(qǐng)求運(yùn)算單元阻塞,但又對(duì)自己已獲得的其它資源保持不放。
          3. 不可剝奪條件:指運(yùn)算單元已獲得的資源,在未使用完之前,不能被剝奪。
          4. 環(huán)路等待條件:指在發(fā)生死鎖時(shí),必然存在運(yùn)算單元和資源的環(huán)形鏈,即運(yùn)算單元正在等待另一個(gè)運(yùn)算單元占用的資源,而對(duì)方又在等待自己占用的資源,從而造成環(huán)路等待的情況。

          只有以上 4 個(gè)條件同時(shí)滿足,才會(huì)造成死鎖問(wèn)題。

          死鎖排查

          如果程序出現(xiàn)死鎖問(wèn)題,可通過(guò)以下 4 種方案中的任意一種進(jìn)行分析和排查。

          方案 1:jstack

          我們?cè)谑褂?jstack 之前,先要通過(guò) jps 得到運(yùn)行程序的進(jìn)程 ID,使用方法如下:

          9f2ec6639cd5419de5113dc7100f952d.webp“jps -l”可以查詢本機(jī)所有的 Java 程序,jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)是 Java 提供的一個(gè)顯示當(dāng)前所有 Java 進(jìn)程 pid 的命令,適合在 linux/unix/windows 平臺(tái)上簡(jiǎn)單察看當(dāng)前 Java 進(jìn)程的一些簡(jiǎn)單情況,“-l”用于輸出進(jìn)程 pid 和運(yùn)行程序完整路徑名(包名和類名)。

          有了進(jìn)程 ID(PID)之后,我們就可以使用“jstack -l PID”來(lái)發(fā)現(xiàn)死鎖問(wèn)題了,如下圖所示:

          164fbbd337d5d716d2ba6dca63b24b04.webpjstack 用于生成 Java 虛擬機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的線程快照,“-l”表示長(zhǎng)列表(long),打印關(guān)于鎖的附加信息。

          PS:可以使用 jstack -help 查看更多命令使用說(shuō)明。

          方案 2:jconsole

          使用 jconsole 需要打開(kāi) JDK 的 bin 目錄,找到 jconsole 并雙擊打開(kāi),如下圖所示:

          3a7067532d2b60435a1e5992c8f1c4cb.webp然后選擇要調(diào)試的程序,如下圖所示:

          2c8df422a9841d6f53f878f5042a5604.webp之后點(diǎn)擊連接進(jìn)入,選擇“不安全的連接”進(jìn)入監(jiān)控主頁(yè),如下圖所示:

          35bc7640aaf99e19aecf26ecd3c150c6.webp490f82a81134d9df6f5155d4cb7e3bb0.webp之后切換到“線程”模塊,點(diǎn)擊“檢測(cè)死鎖”按鈕,如下圖所示:

          339ca5d7b68cddae009378644c64086e.webp之后稍等片刻就會(huì)檢測(cè)出死鎖的相關(guān)信息,如下圖所示:

          da00ae684e89377817928701e805b65e.webp

          方案 3:jvisualvm

          jvisualvm 也在 JDK 的 bin 目錄中,同樣是雙擊打開(kāi):

          9e75f47e2444cb5591df779755ec1ced.webp稍等幾秒之后,jvisualvm 中就會(huì)出現(xiàn)本地的所有 Java 程序,如下圖所示:

          8e54ff3bd50875f16d526d2cd9671be2.webp雙擊選擇要調(diào)試的程序:

          758a9ec6967054b82630211a3a3edb38.webp單機(jī)鼠標(biāo)進(jìn)入“線程”模塊,如下圖所示:

          c25f20e7358417e9a66d261dc55bc226.webp從上圖可以看出,當(dāng)我們切換到線程一欄之后就會(huì)直接顯示出死鎖信息,之后點(diǎn)擊“線程 Dump”生成死鎖的詳情信息,如下圖所示:d368b2b19746f5c411bb7b9067b235be.webp

          方案 4:jmc

          jmc 是 Oracle Java Mission Control 的縮寫,是一個(gè)對(duì) Java 程序進(jìn)行管理、監(jiān)控、概要分析和故障排查的工具套件。它也是在 JDK 的 bin 目錄中,同樣是雙擊啟動(dòng),如下圖所示:

          f66ccca92fe18469ab3cb4dbd4e0028c.webpjmc 主頁(yè)信息如下:

          cd39e92b2568ec9a39f4b99355111447.webp之后選中要排查的程序,右鍵“啟動(dòng) JMX 控制臺(tái)”查看此程序的詳細(xì)內(nèi)容,如下圖所示:

          791458999c63519fddef5dac79f8141c.webp

          然后點(diǎn)擊“線程”,勾中“死鎖檢測(cè)”就可以發(fā)現(xiàn)死鎖和死鎖的詳情信息,如下圖所示:

          9b4eb03f38c1049e29e3dc797b9da18b.webp

          總結(jié)

          死鎖是因?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)算單元,都在等待對(duì)方停止執(zhí)行,以取得系統(tǒng)資源,但沒(méi)有一方提前退出,于是就出現(xiàn)了死鎖。死鎖的排查工具總共有 4 種:

          • jstack
          • jconsole
          • jvisualvm
          • jmc

          從易用性和性能方面來(lái)考慮,推薦使用 jconsole 或 jvisualvm 來(lái)排查死鎖。



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