聊聊死锁的四种排查工具！

作者 | 王磊

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来源 | Java中文社群(ID：javacn666)

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死锁(Dead Lock)指的是两个或两个以上的运算单元(进程、线程或协程)，都在等待对方停止执行，以取得系统资源，但是没有一方提前退出，就称为死锁。

死锁示例

接下来，我们先来演示一下 Java 中最简单的死锁，我们创建两个锁和两个线程，让线程 1 先拥有锁 A，然后在 1s 后尝试获取锁 B，同时我们启动线程 2，让它先拥有锁 B，然后在 1s 之后尝试获取锁 A，这时就会出现相互等待对方释放锁的情况，从而造成死锁的问题，具体代码如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. publicclass DeadLockExample {
    2. 
  
  
  
  
  2.     public static void main(String[] args) {
    3. 
  
  
  
  
  3.         Object lockA = new Object(); // 创建锁 A
    4. 
  
  
  
  
  4.         Object lockB = new Object(); // 创建锁 B
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6.         // 创建线程 1
    7. 
  
  
  
  
  7.         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
    8. 
  
  
  
  
  8.             @Override
    9. 
  
  
  
  
  9.             public void run() {
    10. 
  
  
  
  
  10.                 // 先获取锁 A
    11. 
  
  
  
  
  11.                 synchronized (lockA) {
    12. 
  
  
  
  
  12.                     System.out.println("线程 1:获取到锁 A!");
    13. 
  
  
  
  
  13.                     try {
    14. 
  
  
  
  
  14.                         Thread.sleep(1000);
    15. 
  
  
  
  
  15.                     } catch (InterruptedException e) {
    16. 
  
  
  
  
  16.                         e.printStackTrace();
    17. 
  
  
  
  
  17.                     }
    18. 
  
  
  
  
  18.                     // 尝试获取锁 B
    19. 
  
  
  
  
  19.                     System.out.println("线程 1:等待获取 B...");
    20. 
  
  
  
  
  20.                     synchronized (lockB) {
    21. 
  
  
  
  
  21.                         System.out.println("线程 1:获取到锁 B!");
    22. 
  
  
  
  
  22.                     }
    23. 
  
  
  
  
  23.                 }
    24. 
  
  
  
  
  24.             }
    25. 
  
  
  
  
  25.         });
    26. 
  
  
  
  
  26.         t1.start(); // 运行线程
    27. 
  
  
  
  
  27. 
  
  
  
  
  28.         // 创建线程 2
    29. 
  
  
  
  
  29.         Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
    30. 
  
  
  
  
  30.             @Override
    31. 
  
  
  
  
  31.             public void run() {
    32. 
  
  
  
  
  32.                 // 先获取锁 B
    33. 
  
  
  
  
  33.                 synchronized (lockB) {
    34. 
  
  
  
  
  34.                     System.out.println("线程 2:获取到锁 B!");
    35. 
  
  
  
  
  35.                     try {
    36. 
  
  
  
  
  36.                         Thread.sleep(1000);
    37. 
  
  
  
  
  37.                     } catch (InterruptedException e) {
    38. 
  
  
  
  
  38.                         e.printStackTrace();
    39. 
  
  
  
  
  39.                     }
    40. 
  
  
  
  
  40.                     // 尝试获取锁 A
    41. 
  
  
  
  
  41.                     System.out.println("线程 2:等待获取 A...");
    42. 
  
  
  
  
  42.                     synchronized (lockA) {
    43. 
  
  
  
  
  43.                         System.out.println("线程 2:获取到锁 A!");
    44. 
  
  
  
  
  44.                     }
    45. 
  
  
  
  
  45.                 }
    46. 
  
  
  
  
  46.             }
    47. 
  
  
  
  
  47.         });
    48. 
  
  
  
  
  48.         t2.start(); // 运行线程
    49. 
  
  
  
  
  49.     }
    50. 
  
  
  
  
  50. }
    51.

以上程序的执行结果如下：

从上述结果可以看出，线程 1 和线程 2 都在等待对方释放锁，这样就造成了死锁问题。

死锁产生原因

通过以上示例，我们可以得出结论，要产生死锁需要满足以下 4 个条件：

  1. 互斥条件：指运算单元(进程、线程或协程)对所分配到的资源具有排它性，也就是说在一段时间内某个锁资源只能被一个运算单元所占用。
  2. 请求和保持条件：指运算单元已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它运算单元占有，此时请求运算单元阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。
  3. 不可剥夺条件：指运算单元已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺。
  4. 环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在运算单元和资源的环形链，即运算单元正在等待另一个运算单元占用的资源，而对方又在等待自己占用的资源，从而造成环路等待的情况。

只有以上 4 个条件同时满足，才会造成死锁问题。

死锁排查

如果程序出现死锁问题，可通过以下 4 种方案中的任意一种进行分析和排查。

方案 1：jstack

我们在使用 jstack 之前，先要通过 jps 得到运行程序的进程 ID，使用方法如下：

“jps -l”可以查询本机所有的 Java 程序，jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)是 Java 提供的一个显示当前所有 Java 进程 pid 的命令，适合在 linux/unix/windows 平台上简单察看当前 Java 进程的一些简单情况，“-l”用于输出进程 pid 和运行程序完整路径名(包名和类名)。

有了进程 ID(PID)之后，我们就可以使用“jstack -l PID”来发现死锁问题了，如下图所示：

jstack 用于生成 Java 虚拟机当前时刻的线程快照，“-l”表示长列表(long)，打印关于锁的附加信息。

PS：可以使用 jstack -help 查看更多命令使用说明。

方案 2：jconsole

使用 jconsole 需要打开 JDK 的 bin 目录，找到 jconsole 并双击打开，如下图所示：

然后选择要调试的程序，如下图所示：

之后点击连接进入，选择“不安全的连接”进入监控主页，如下图所示：

之后切换到“线程”模块，点击“检测死锁”按钮，如下图所示：

之后稍等片刻就会检测出死锁的相关信息，如下图所示：

方案 3：jvisualvm

jvisualvm 也在 JDK 的 bin 目录中，同样是双击打开：

稍等几秒之后，jvisualvm 中就会出现本地的所有 Java 程序，如下图所示：

双击选择要调试的程序：

单机鼠标进入“线程”模块，如下图所示：

从上图可以看出，当我们切换到线程一栏之后就会直接显示出死锁信息，之后点击“线程 Dump”生成死锁的详情信息，如下图所示：

方案 4：jmc

jmc 是 Oracle Java Mission Control 的缩写，是一个对 Java 程序进行管理、监控、概要分析和故障排查的工具套件。它也是在 JDK 的 bin 目录中，同样是双击启动，如下图所示：

jmc 主页信息如下：

之后选中要排查的程序，右键“启动 JMX 控制台”查看此程序的详细内容，如下图所示：

然后点击“线程”，勾中“死锁检测”就可以发现死锁和死锁的详情信息，如下图所示：

总结

死锁是因为两个或两个以上的运算单元，都在等待对方停止执行，以取得系统资源，但没有一方提前退出，于是就出现了死锁。死锁的排查工具总共有 4 种：

  • jstack
  • jconsole
  • jvisualvm
  • jmc

从易用性和性能方面来考虑，推荐使用 jconsole 或 jvisualvm 来排查死锁。

文章标题：聊聊死锁的四种排查工具！
本文URL：http://www.hantingmc.com/qtweb/news3/158903.html

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