【JAVA】java性能分析之线程DUMP分析

系统上线后，系统可能会出现一些迟钝、卡死现象，这个时候就需要我们对系统进行性能方面的优化。本文将大概介绍一下，性能问题的解决思路，以及一次应用系统操作缓慢的分析实操。

一、定位问题方向

首先，查看服务器CPU使用率，磁盘IO以及内存使用情况

1.占用内存几乎等于JVM参数中分配的内存大小，而且长时间处于这种状态的话，应该是程序中可能存在内存泄漏的问题，或者JVM参数设置不合适，从这方面入手。这方面要用到堆DUMP来分析。本文不展开介绍。

2.CPU使用率高或者磁盘IO一直很高的话，可能是有部分代码有问题，需要到线程DUMP文件中进行分析

3.如果这三样看起来都没有什么异常，需要去线程DUMP文件中进行查看，可能是线程死锁，线程阻塞，数据库查询执行缓慢等等问题

（偶尔慢的话，有可能恰好JVM在进行FULL GC，如果FULL GC很频繁，就需要在堆DUMP中进行分析，分析没什么问题后，要对JVM参数进行合理的设置，GC的搭配【1.8以后使用G1】。另外，FULL GC若是时间长，也有可能是分配的堆大小太大导致的）

二、制作线程DUMP

先找到系统进程PID
例如：我的java进程名字叫test,进程PID2316

1.使用jps查看Java进程ID（PID）；
Linux下还可以使用ps命令。
jps -l | grep test
ps -ef | grep test

2.使用jstack制作线程Dump。jstack <进程ID> >> <输出文件>
jstack 2316 >> c:\thread.txt
（制作的时候，从点击页面操作开始到结束，执行该命令多次，不需要修改文件名，它是以追加的方式来写入文件，不会覆盖。这样有利于排除其他因素干扰，查看DUMP就可以对比着看）

三、分析线程DUMP工具
工欲善其事必先利其器
分析线程DUMP的工具有很多，我使用了一下三款：
1.TDA

2.IBM Thread and Monitor Dump Analyzer

3.YourKit

先做一个粗略的对比
1.TDA
这是一个基础款，使用起来，Emmmm……原汁原味（一点都不方便）

2.IBM TDA
它把多次的线程DUMP排成了一个时序图，可以很方便的查看不同时段的线程DUMP，可以看到堆栈随时间而产生的变化。缺点：无法看到一个方法的执行时间，不能明确定位到具体的造成系统慢、卡顿的原因，只能靠猜。

3.YourKit
这个工具是收费的，还挺贵，他的仪表盘能够直观的看到CPU，磁盘，内存，死锁等等情况，也可以看到线程、方法、SQL执行时间，有很多个维度来查看，只需要按时间排序后，展开一个个方法就能定位到问题点，很方便。缺点：收费，贵。

关于这些工具的使用方法，网上应该挺多，在此不做赘述（后续看会不会写这些吧）。

四、分析线程DUMP的思路
1.线程DUMP内容

2.线程DUMP使用场景
系统无响应或响应慢，不知道系统状态时。
多线程并发相关的问题，如：死锁、阻塞等

3.线程DUMP的分析模式

分析的原则：
结合代码阅读的推理。需要线程Dump和源码的相互推导和印证。
造成Bug的根源往往不会在调用栈上直接体现，一定格外注意线程当前调用之前的所有调用。

可疑线程，三大入手点：

<1>进入区阻塞；
线程状态BLOCKED，线程动作wait on monitor entry，调用修饰waiting to lock总是一起出现。
表示在代码级别已经存在冲突的调用。必然有问题的代码，需要尽可能减少其发生。

<2>持续运行的IO；
IO操作是可以以RUNNABLE状态达成阻塞。例如：数据库死锁、网络读写。
格外注意对IO线程的真实状态的分析。
一般来说，被捕捉到RUNNABLE的IO调用，都是有问题的。

<3>非线程调度的休眠。

总结：

死锁问题分析的“三板斧”

<1>在最可能死锁的时间点上制作Dump。
<2>找出引起大量线程阻塞的线程。线程X锁住了对象A，大量其他线程在对象A上阻塞。
<3>分析导致该线程阻塞的原因。导致线程X阻塞的原因，数据库事务？内存事务？其他状态？
<4>阅读代码，遍历其它等待或阻塞的线程的调用线索。其他线程在当前调用前，已经完成的所有的调用，是否可能造成线程X的阻塞？

GC的干扰、Dump的比较
虚拟机执行Full GC时，会阻塞所有的用户线程。因此，即时获取到同步锁的线程也有可能被阻塞。这时可以制作多份线程Dump，使用工具的比较功能，分析系统的连续状态。

五、一次分析系统缓慢的实例

将DUMP文件导入IBM TDA 后，选定所有行，compare threads。可以看到下方窗口有线程的整体信息，各个线程状态的信息有多少

打开后的页面，左边是线程名称，中间是多份线程DUMP，类似一个时序图，右边是调用栈

选定用户线程，点击各个时间的DUMP文件，查看堆栈，进行分析
右边有一个dispatch方法，这是一个同步调用方法，在代码中查看，给一个系统发消息，同步调用，时间都耗在了等待返回上（12S）。貌似是一个废弃接口，而且这个业务没必要同步，把这里改成异步就好了。

性能分析深似海，只能一步一步来！

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