线程面试必备:线程状态和dump输出状态

面试 Java,线程肯定是少不了的知识点。所以,学习它肯定是必须的,千万不能等到遇到采取才去学,那就晚了。

一般的定义一个线程,有 6 种状态。

public enum State {
    NEW,
    RUNNABLE,
    BLOCKED,
    WAITING,
    TIMED_WAITING,
    TERMINATED;
}

下面解释一下这 6 种状态。

new 代表新建状态;RUNNABLE 运行状态,就绪(ready)和运行中(running)两种状态笼统的称为“运行”;BLOCKED 阻塞状态,线程阻塞于锁;WAITING 等待状态,进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作(通知或中断);TIMED_WAITING 超时等待状态,该状态不同于WAITING,它可以在指定的时间后自行返回;TERMINATED 终止状态,表示该线程已经执行完毕。

Java 6 种线程状态的转换图

如果还有不懂的,可以看我的这篇文章《了解多线程,先从“图”了解线程的基本状态!》。

这 6 种状态看起来很好理解,但是再实际工作中,当程序出现异常后,你会发现堆栈中的状态和上面的状态不一样。

在 dump 文件里,各种线程状态解释如下:

  • 死锁,Deadlock(重点关注)
  • 执行中,Runnable
  • 等待资源,Waiting on condition(重点关注)
  • 等待获取监视器,Waiting on monitor entry(重点关注)
  • 对象等待中,Object.wait() 或 TIMED_WAITING
  • 暂停,Suspended
  • 阻塞,Blocked(重点关注)
  • 停止,Parked

关于上面提到的重点关注的几个状态,我简单介绍一下。

死锁 Deadlock 状态

线程死锁 Deadlock 状态

这是一个典型的死锁堆栈,t1 线程 lock 在地址 0x22a297a8,同时 t2 线程在 waiting to lock 这个地址。更有意思的是,堆栈也记录了发生死锁的代码行数,这对我们定位问题起到很大的帮助。

等待资源 Waiting on condition

最常见情况是该线程在 sleep,等待 sleep的时间到了时候,将被唤醒。关键字:TIMED_WAITING,sleeping,parking。TIMED_WAITING可能是调用了有超时参数的wait所引起的。parking指线程处于挂起中。

"thread-1" prio=10 tid=0x00007fbe985cd000 nid=0x7bc6 waiting on condition [0x00007fbe65848000]
  java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
       at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
       at com.xxx.MonitorManager$2.run(MonitorManager.java:124)
       at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:895)
       at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:918)
       at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)

如果堆栈信息明确是应用代码,则证明该线程正在等待资源。一般是大量读取某资源,且该资源采用了资源锁的情况下,线程进入等待状态,等待资源的读取。

堆栈线程 WAITING parking

Waiting on monitor entry

意味着线程在等待进入一个临界区。Monitor 是 Java中用以实现线程之间的互斥与协作的主要手段,它可以看成是对象或者 Class的锁。每一个对象都有,也仅有一个 monitor。

这种状态通常发生在线程在等待数据库连接池返回一个可用的链接。

" DB-Processor-13" daemon prio=5 tid=0x003edf98 nid=0xca waiting for monitor entry [0x000000000825f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
       at beans.ConnectionPool.getConnection(ConnectionPool.java:102)
       - waiting to lock <0xe0375410> (a beans.ConnectionPool)
       at xxx.getTodayCount(ServiceCnt.java:111)
       at xxx.ServiceCnt.insertCount(ServiceCnt.java:43)

Blocked

线程阻塞,是指当前线程执行过程中,所需要的资源长时间等待却一直未能获取到,被容器的线程管理器标识为阻塞状态,可以理解为等待资源超时的线程。如果线程处于 Blocked 状态,但是原因不清楚。可以使用 jstack -m pid 得到线程的 mixed 信息。

----------------- t@13 -----------------
0xff31e8b8      ___lwp_cond_wait + 0x4
0xfea8c810      void ObjectMonitor::EnterI(Thread*) + 0x2b8
0xfeac86b8      void ObjectMonitor::enter2(Thread*) + 0x250

例如,上面的信息表明,线程在尝试进入同步块时阻塞了。

以上内容,喜欢对大家的面试有所帮助。最后,我要强调一下。

当程序出现故障,往往一次 dump 的信息,还不足以确认问题。建议产生三次 dump 信息,如果每次 dump 都指向同一个问题,我们才确定问题的典型性。

堆栈信息只是一种参考,一些正常 RUNNING 的线程,由于复杂网络环境和 IO 的影响,也是有问题的,用 jstack 就无法定位,需要结合对业务代码的理解。

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