概述

在本文中，我们将介绍几种获取Java应用程序的线程dump的方法。

线程dump是 Java 进程的所有线程状态的快照。每个线程的状态都通过stack trace来呈现，它显示了线程堆栈的内容。线程dump对于诊断问题很有用，因为它显示了线程的各种活动。线程dump是用纯文本编写的，因此我们可以将它们的内容保存到文件中，然后在文本编辑器中查看它们。

在接下来的部分中，我们将通过多种工具和方法来生成线程dump。

使用JDK提供的工具

JDK 提供了几个可以捕获 Java 应用程序的线程dump的实用工具。所有实用工具都位于JDK 主目录内的bin文件夹下。因此，只要该目录在我们的系统路径中，我们就可以从命令行执行这些实用工具程序。

jstack

jstack是一个基于命令行的 JDK 实用工具程序，我们可以使用它来捕获线程dump。它通过获取进程的pid并在控制台中显示线程dump。或者，我们可以将其输出到文件中。

让我们看一下使用 jstack 捕获线程dump的基本命令语法：

jstack [-F] [-l] [-m] <pid>

所有flag都是可选的。让我们看看它们的含义：

  • -F选项强制线程dump；通常在当jstack pid没有响应时 (进程挂起) 使用较为方便
  • -l选项指定在堆中查找可拥有的同步器和锁
  • -m 选项除了打印 Java 堆栈帧外，还打印本机堆栈帧（C 和 C++）

接下来让我们捕获线程dump并将结果保存到文件:

jstack 17264 > /tmp/threaddump.txt

其中17264是java进程的pid, 可以通过jps命令获取

Java Mission Control

Java Mission Control (JMC) 是一个 GUI 工具，用于收集和分析来自 Java 应用程序的数据。我们启动 JMC 后，它会显示在本地机器上运行的 Java 进程列表。我们还可以通过 JMC 连接到远程 Java 进程。

我们可以右键单击java进程，然后单击“Start Flight Recording”选项。在此之后，Threads选项卡会显示线程dump：

jmc

jvisualvm

jvisualvm也是一个带有GUI的工具，可以让我们监控、排除故障和分析 Java 应用程序。他的界面很简单，非常直观且易于使用。

我们可以右键单击 Java 进程并选择“Thread Dump”选项，该工具将创建一个线程dump并在新选项卡中打开展示它：

JVisualVM

从 JDK 9 开始，Visual VM 不包含在 Oracle JDK 和 Open JDK 发行版中。因此，如果我们使用 Java 9 或更新版本，我们可以从 Visual VM 开源项目站点获取 JVisualVM 。

jcmd

jcmd是一种通过向 JVM 发送命令请求来工作的工具。虽然功能强大，但它不包含任何远程功能；我们必须在运行 Java 进程的同一台机器上使用它。

我们可以通过使用它的Thread.print命令并指定进程的pid来使用它来获取线程dump:

jcmd 17264 Thread.print

jconsole

我们可以通过使用jconsole查看每个线程的stack trace。如果我们打开jconsole 并连接到正在运行的 Java 进程， 我们可以点击Threads选项卡并找到每个线程的stack trace：

JConsole

小结

可以看到, JDK 提供了很多多方法可以捕获线程dump。让我们来总结一下他们：

  • jstack : 提供最快最简单的捕获线程dump的方法；但是，从 Java 8 开始可以使用更好的替代方案
  • jmc：是一个增强的 JDK 分析和诊断工具。分析工具的通病就是性能开销大, 但jmc最大限度地减少了性能开销
  • jvisualvm：是一个具有出色 GUI 控制台的轻量级开源分析工具
  • jcmd：非常强大，推荐用于 Java 8 及更高版本。用于多种用途的单一工具：捕获thread dump ( jstack )、heap dump ( jmap )、系统属性和命令行参数 (jinfo)
  • jconsole：可以让我们检查线程的stack trace

使用命令行

在企业应用服务器中，出于安全原因，只安装了 JRE。因此，我们不能使用上述的几个工具，因为它们是 JDK 提供的。但是，有多种命令行选项可以让我们轻松捕获线程dump。

kill -3 命令 (Linux/Unix)

在类 Unix 系统中捕获线程dump的最简单方法是通过kill 命令，我们可以使用该命令通过kill() 系统调用向进程发送信号。在这个用例中，我们将向它发送-3信号, 使用前面示例中的pid，让我们看看如何使用kill来获取线程dump：

kill -3 17264

这样，接收信号的 Java 进程将在标准输出上打印线程dump。

如果我们使用以下flag组合运行 Java 进程，那么它也会将线程dump写到指定文件中：

-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+LogVMOutput -XX:LogFile=~/jvm.log

现在，如果我们发送 -3 信号，除了在标准输出中打印之外，还会将线程dump保存在 ~/jvm.log 文件中。

Ctrl + Break (Windows)

在 Windows 操作系统中，我们可以使用CTRL和Break 组合键捕获线程dump。需要我们先到用于启动 Java 应用程序的控制台中，然后同时按下CTRL和Break 键。值得注意的是，在某些键盘上，Break键不可用。因此，在这种情况下，可以同时使用CTRL、SHIFT和Pause键来捕获线程dump。这两个命令都将线程dump打印到控制台。

使用ThreadMxBean

我们将在本文中讨论的最后一种方法: 使用JMX。我们将使用ThreadMxBean来捕获线程dump:

  private static String threadDump(boolean lockedMonitors, boolean lockedSynchronizers) {
        StringBuilder threadDump = new StringBuilder(System.lineSeparator());
        ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        for (ThreadInfo threadInfo : threadMXBean.dumpAllThreads(lockedMonitors, lockedSynchronizers)) {
            threadDump.append(threadInfo.toString());
        }
        return threadDump.toString();
    }

在上面的这个方法中，我们执行了几个步骤：

  1. 首先，初始化一个空的StringBuilder来保存每个线程的堆栈信息。
  2. 然后我们使用ManagementFactory类来获取ThreadMxBean 的实例。ManagementFactory 是一个工厂类，用于获取 Java 平台管理的 bean。另外，ThreadMxBean 是JVM线程系统的管理接口。
  3. 如果将lockedMonitors和lockedSynchronizers值设置为true, 表示捕获线程dump中的可拥有同步器和所有锁定的监视器。

总结

在本文中，我们讨论了多种捕获线程dump的方法。首先，我们讨论了各种 JDK提供的工具，然后是命令行替代方案。最后，我们使用了 JMX 的编程式方法来获取线程dump。希望这篇文章可以在工作和学习中帮助到你😀。