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learn.lianglianglee.com/专栏/JVM 核心技术 32 讲（完）/25 FastThread 相关的工具介绍：欲穷千里目，更上一层楼.md.html
周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

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</li>
</ul>
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<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>25 FastThread 相关的工具介绍：欲穷千里目，更上一层楼</h1>
<h3>FastThread 简介</h3>
<p>在前面的章节里，我们知道了可以打印出来 JVM 的所有线程信息，然后进行分析。然而所有的线程信息都很长，看起来又差不多，每次去看都让人头大。</p>
<p>所以，每当我去分析线程都在想，要是有工具能帮我把一般情况汇总，并自动帮我分析分析 JVM 线程情况就好了。这里要介绍的 FastThread 就是这么一款工具。</p>
<blockquote>
<p>FastThread 是一款线程转储(Thread Dump)分析工具，官网地址为：<a href="http://fastthread.io/">http://fastthread.io/</a> 。</p>
<p>这款工具由 <a href="https://tier1app.com/">tier1app 公司</a> 开发和支持，这家公司现在主要提供 3 款 JVM 分析工具，除了 FastThread 还有：</p>
<ul>
<li>GCEasy，访问地址：<a href="https://gceasy.io/">https://gceasy.io/</a>，详情请参考前面的文章 [《GC 日志解读与分析（番外篇可视化工具）》]。</li>
<li>HeapHero，官网地址：<a href="https://heaphero.io/">https://heaphero.io/</a>，顾名思义，这是一款 Heap Dump 分析工具。</li>
</ul>
</blockquote>
<p>FastThread 工具可用来分析和定位问题，功能特征包括：</p>
<ul>
<li>通用线程转储分析，FastThread 是一款通用的线程转储分析工具，可以通过 JVM 导出的线程转储，来进行根本原因排查分析（RCA，root cause analysis）。</li>
<li>提供在线分析功能，因为线程转储一般不会太大，所以只需上传我们导出的线程转储文件即可快速查看分析报告，而不需要在本地计算机下载和安装。使用非常方便。</li>
<li>提供直观的线程分析视图，通过仪表盘等形式的图形展示，使用起来既简单又容易理解。并对各种线程状态进行分类，比如阻塞、运行、定时等待、等待，以及重复的堆栈跟踪。通过这款工具，可以快速方便地解决可扩展性、性能问题和可用性问题。</li>
<li>支持 REST 方式的 API 接口调用，FastThread 是业界第一款支持 API 方式的线程转储分析工具。通过 API 接口，我们就可以通过脚本或者程序实现自动化分析，适用于进行批量的操作。</li>
<li>支持核心转储分析（Core Dump Analysis），Java 核心转储包括很多信息，但格式非常难以理解和解析。FastThread 可以分析 Java 核心转储文件，并以图形方式提供精确的信息。</li>
<li>分析 hs_err_pid 文件，进程崩溃（crashes）或致命错误(fatal error）会导致JVM异常终止。这时候 JVM 会自动生成 hs_err_pid 文件。这个文件中包含大量的信息，可以用 FastThread 来帮助我们进行分析。</li>
</ul>
<blockquote>
<p>顺便说一句，JVM 的线程转储不只是 Java 语言有，其他语言也是支持的，例如 Scala、Jython、JRuby 等等。</p>
</blockquote>
<p>通过 FastThread 官方网站在线进行线程堆栈分析是“免费”的，下面我们通过示例程序来演示这款工具的使用。</p>
<h3>示例程序与线程 Dump</h3>
<p>基于前面《JVM 的线程堆栈数据分析》章节中的示例代码，我们简单修改一下，用来模拟死锁和线程等待的状态。</p>
<p>示例程序如下：</p>
<pre><code class="language-java">package demo.jvm0207;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
public class DeadLockSample2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DeadLockTask deadLockTask = new DeadLockTask();
// 多线程模拟死锁
new Thread(deadLockTask).start();
new Thread(deadLockTask).start();
// 等待状态
Thread wt = new WaitedThread();
wt.start();
// 当前线程等待另一个线程来汇合
wt.join();
}
private static class WaitedThread extends Thread {
@Override
public void run() {
synchronized (DeadLockSample2.class) {
try {
DeadLockSample2.class.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
// 简单的死锁; 分别锁2个对象
private static class DeadLockTask implements Runnable {
private Object lockA = new Object();
private Object lockB = new Object();
private AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);
public void run() {
try {
if (flag.compareAndSet(false, true)) {
synchronized (lockA) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
synchronized (lockB) {
System.out.println(&quot;死锁内部代码&quot;);
}
}
} else {
synchronized (lockB) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
synchronized (lockA) {
System.out.println(&quot;死锁内部代码&quot;);
}
}
}
} catch (Exception e) {
}
}
}
}
</code></pre>
<p>我们启动程序，会发现系统卡住不动。</p>
<p>然后我们可以用各种工具来探测和检查线程状态，如果有不了解的同学，可以参考前面的 《[JVM 的线程堆栈数据分析]》章节。</p>
<p>线程转储快照（Thread Dump）可用来辅助诊断 CPU 高负载、死锁、内存异常、系统响应时间长等问题。</p>
<p>所以我们需要先获取对应的 Thread Dump 文件：</p>
<pre><code class="language-shell"># 查看本地 JVM 进程信息
jps -v
# 直接打印线程快照
jstack -l 51399
# 将线程快照信息保存到文件
jstack -l 51399 &gt; 51399.thread.dump.txt
</code></pre>
<p>jstack 工具得到的线程转储信息大致如下所示：</p>
<pre><code class="language-java">Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.162-b12 mixed mode):
&quot;Thread-2&quot; #15 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fb3ee805000 nid=0x5a03 in Object.wait() [0x000070000475d000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on &lt;0x000000076abee388&gt; (a java.lang.Class for demo.jvm0207.DeadLockSample2)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at demo.jvm0207.DeadLockSample2$WaitedThread.run(DeadLockSample2.java:25)
- locked &lt;0x000000076abee388&gt; (a java.lang.Class for demo.jvm0207.DeadLockSample2)
Locked ownable synchronizers:
- None
&quot;Thread-1&quot; #14 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fb3ed05d800 nid=0x5903 waiting for monitor entry [0x000070000465a000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at demo.jvm0207.DeadLockSample2$DeadLockTask.run(DeadLockSample2.java:52)
- waiting to lock &lt;0x000000076abf7338&gt; (a java.lang.Object)
- locked &lt;0x000000076abf7348&gt; (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Locked ownable synchronizers:
- None
&quot;Thread-0&quot; #13 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fb3ef8c1000 nid=0xa703 waiting for monitor entry [0x0000700004557000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at demo.jvm0207.DeadLockSample2$DeadLockTask.run(DeadLockSample2.java:45)
- waiting to lock &lt;0x000000076abf7348&gt; (a java.lang.Object)
- locked &lt;0x000000076abf7338&gt; (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Locked ownable synchronizers:
- None
&quot;main&quot; #1 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fb3ee006000 nid=0x2603 in Object.wait() [0x0000700002f15000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on &lt;0x000000076abf7cf8&gt; (a demo.jvm0207.DeadLockSample2$WaitedThread)
at java.lang.Thread.join(Thread.java:1252)
- locked &lt;0x000000076abf7cf8&gt; (a demo.jvm0207.DeadLockSample2$WaitedThread)
at java.lang.Thread.join(Thread.java:1326)
at demo.jvm0207.DeadLockSample2.main(DeadLockSample2.java:17)
Locked ownable synchronizers:
- None
JNI global references: 1358
Found one Java-level deadlock:
=============================
&quot;Thread-1&quot;:
waiting to lock monitor 0x00007fb3ee01f698 (object 0x000000076abf7338，a java.lang.Object)，
which is held by &quot;Thread-0&quot;
&quot;Thread-0&quot;:
waiting to lock monitor 0x00007fb3ee01f7f8 (object 0x000000076abf7348，a java.lang.Object)，
which is held by &quot;Thread-1&quot;
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
&quot;Thread-1&quot;:
at demo.jvm0207.DeadLockSample2$DeadLockTask.run(DeadLockSample2.java:52)
- waiting to lock &lt;0x000000076abf7338&gt; (a java.lang.Object)
- locked &lt;0x000000076abf7348&gt; (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
&quot;Thread-0&quot;:
at demo.jvm0207.DeadLockSample2$DeadLockTask.run(DeadLockSample2.java:45)
- waiting to lock &lt;0x000000076abf7348&gt; (a java.lang.Object)
- locked &lt;0x000000076abf7338&gt; (a java.lang.Object)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Found 1 deadlock.
</code></pre>
<p>工具自动找到了死锁，另外几个处于等待状态的线程也标识了出来。当然，上面省略了其他线程的信息，例如：</p>
<pre><code class="language-java">Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.162-b12 mixed mode):
&quot;Thread-2&quot; #15 ... in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
&quot;Thread-1&quot; #14 ... waiting for monitor entry
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
&quot;Thread-0&quot; #13 ... waiting for monitor entry
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
&quot;Service Thread&quot; #12 ... daemon prio=9 ... runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
&quot;C2 CompilerThread2&quot; #10 daemon ... waiting on condition
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
&quot;Signal Dispatcher&quot; #4 daemon ... runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
&quot;Finalizer&quot; #3 daemon ... in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
&quot;Reference Handler&quot; #2 daemon ... in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
&quot;main&quot; #1 ... in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
&quot;VM Thread&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#0 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#1 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#2 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#3 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#4 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#5 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#6 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;GC task thread#7 (ParallelGC)&quot; ... runnable
&quot;VM Periodic Task Thread&quot; ... waiting on condition
</code></pre>
<p>获取到了线程快照信息之后，下面我们来看看怎么使用 FastThread 分析工具。</p>
<h3>FastThread 使用示例</h3>
<p>打开官网首页：<a href="http://fastthread.io/">http://fastthread.io/</a>。</p>
<h4><strong>文件上传方式</strong></h4>
<p><img src="assets/98bd8e60-7504-11ea-92e8-fb0928480567" alt="img" /></p>
<p>选择文件并上传，然后鼠标点击“分析”（Analyze）按钮即可。</p>
<h4><strong>上传文本方式</strong></h4>
<p><img src="assets/a5e18240-7504-11ea-94a5-05a63ed48ac3" alt="img" /></p>
<p>两种方式步骤都差不多，选择 RAW 方式上传文本字符串，然后点击分析按钮。</p>
<h4><strong>分析结果页面</strong></h4>
<p>等待片刻，自动跳转到分析结果页面。</p>
<p><img src="assets/bb219280-7504-11ea-9628-dd9a4bfcf1d2" alt="6843295.png" /></p>
<p>这里可以看到基本信息，以及右边的一些链接：</p>
<ul>
<li>分享报告，可以很方便地把报告结果发送给其他小伙伴。</li>
</ul>
<h4><strong>线程数汇总</strong></h4>
<p>把页面往下拉，可以看到线程数量汇总报告。</p>
<p><img src="assets/c6db4800-7504-11ea-b77f-634b57f46967" alt="6864312.png" /></p>
<p>从这个报告中可以很直观地看到，线程总数为 26，其中 19 个运行状态线程，5 个等待状态的线程，2 个阻塞状态线程。</p>
<p>右边还给了一个饼图，展示各种状态所占的比例。</p>
<h4><strong>线程组分析</strong></h4>
<p>接着是将线程按照名称自动分组。</p>
<p><img src="assets/ef8a2af0-7504-11ea-9dae-5d0db1c26be7" alt="6898070.png" /></p>
<p>这里就看到线程命名的好处了吧！如果我们的线程池统一命名，那么相关资源池的使用情况就很直观。</p>
<blockquote>
<p>所以在代码里使用线程池的时候，统一添加线程名称就是一个好的习惯！</p>
</blockquote>
<h4><strong>守护线程分析</strong></h4>
<p>接下来是守护线程分析：</p>
<p><img src="assets/08d3b580-7505-11ea-9628-dd9a4bfcf1d2" alt="6923926.png" /></p>
<p>这里可以看到守护线程与前台线程的统计信息。</p>
<h4><strong>死锁情况检测</strong></h4>
<p>当然，也少不了死锁分析：</p>
<p><img src="assets/f4af8010-7505-11ea-a691-fda85882301c" alt="6948610.png" /></p>
<p>可以看到，各个工具得出的死锁检测结果都差不多。并不难分析，其中给出了线程名称，以及方法调用栈信息，等待的是哪个锁。</p>
<h4><strong>线程调用栈情况</strong></h4>
<p>以及线程调用情况：</p>
<p><img src="assets/ec4f55d0-7505-11ea-bb80-67799d8258e1" alt="7008839.png" /></p>
<p>后面是这些线程的详情：</p>
<p><img src="assets/e5ca7b40-7505-11ea-a8c0-4fdc777140d0" alt="7058206.png" /></p>
<p>这块信息只是将相关的方法调用栈展示出来。</p>
<h4><strong>热点方法统计</strong></h4>
<p>热点方法是一个需要注意的重点，调用的越多，说明这一块可能是系统的性能瓶颈。</p>
<p><img src="assets/d789f3d0-7505-11ea-965e-2b5335ba3591" alt="7104053.png" /></p>
<p>这里展示了此次快照中正在执行的方法。如果只看热点方法抽样的话，更精确的工具是 JDK 内置的 hprof。</p>
<p>但如果有很多方法阻塞或等待，则线程快照中展示的热点方法位置可以快速确定问题出现的代码行。</p>
<h4><strong>CPU 消耗信息</strong></h4>
<p><img src="assets/cc8891d0-7505-11ea-b77f-634b57f46967" alt="img" /></p>
<p>这里的提示信息不太明显，但给出了一些学习资源，这些资源请参考本文末尾给出的博客链接地址。</p>
<h4><strong>GC 线程信息</strong></h4>
<p><img src="assets/c466a910-7505-11ea-94a5-05a63ed48ac3" alt="img" /></p>
<p>这里看到 GC 线程数是 8 个，这个值跟具体的 CPU 内核数量相差不大就算是正常的。</p>
<p>GC 线程数如果太多或者太少，会造成很多问题，我们在后面的章节中通过案例进行讲解。</p>
<h4><strong>线程栈深度</strong></h4>
<p><img src="assets/b3d1aa50-7505-11ea-a8c0-4fdc777140d0" alt="7277060.png" /></p>
<p>这里都小于10，说明堆栈都不深。</p>
<h4><strong>复杂死锁检测</strong></h4>
<p>接下来是复杂死锁检测和 Finalizer 线程的信息。</p>
<p><img src="assets/a9ec3fa0-7505-11ea-965e-2b5335ba3591" alt="7295147.png" /></p>
<p>简单死锁是指两个线程之间互相死等资源锁。那么什么复杂死锁呢？ 这个问题留给同学们自己搜索。</p>
<h4><strong>火焰图</strong></h4>
<p><img src="assets/a0e32b30-7505-11ea-8fb8-ffe43c2e987a" alt="7336167.png" /></p>
<p>火焰图挺有趣，将所有线程调用栈汇总到一张图片中。</p>
<h4><strong>调用栈树</strong></h4>
<p>如果我们把所有的调用栈合并到一起，整体来看呢？</p>
<p><img src="assets/7502de70-7505-11ea-a8c0-4fdc777140d0" alt="7358293.png" /></p>
<p>树形结构在有些时候也很有用，比如大量线程都在执行类似的调用栈路径时。</p>
<p>以上这些信息，都有助于我们去分析和排查 JVM 问题，而图形工具相对于命令行工具的好处是直观、方便、快速，帮我们省去过滤一些不必要的干扰信息的时间。</p>
<h3>参考链接</h3>
<ul>
<li><a href="https://www.jianshu.com/p/433dfb0f7879">8 个抓取 Java Thread Dumps 的方式</a></li>
<li><a href="https://blog.fastthread.io/2016/06/06/how-to-take-thread-dumps-7-options/">Thread Dump 选项</a></li>
<li><a href="https://blog.fastthread.io/">FastThread 官方博客</a></li>
</ul>
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