Java多线程--使用ThreadMXBean 打出堆栈信息

我们通常会使用工具jstack 去跟踪线程信息，其如何实现使用attach 的方式还是ptrace 的方式，这些可以去参考本人的博客的其他文章。

但这些方式都是外部使用的方式，如何直接使用Java代码得到当前进程的线程的信息，方便监控jvm的整个运行状态，就不的不提到了ManagementFactory

通过调用方法

ThreadMXBean tmbean = ManagementFactory.getThreadMXBean(); 

通过得到 ThreadMXBean 可以得到非常多的thread信息，博客里也主要提到几个重要函数的实现

ThreadMXBean是个接口，主要实现都是在 ThreadImpl.java 里实现。

1. getThreadCount()

在虚拟机里会有ThreadService，里面会有些计数器用于记录总线程数，活着线程数目

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1. PerfCounter*  ThreadService::_total_threads_count = NULL;  
2. PerfVariable* ThreadService::_live_threads_count = NULL;  
3. PerfVariable* ThreadService::_peak_threads_count = NULL;  
4. PerfVariable* ThreadService::_daemon_threads_count = NULL;  
5. volatile int ThreadService::_exiting_threads_count = 0;  
6. volatile int ThreadService::_exiting_daemon_threads_count = 0;  

当线程创建，消亡都会调用 ThreadService 的方法来对计数器加减，这样就能直接得到线程数目的状态，而不需要去遍历线程链表。

 

2. getAllThreadIds()

这个实现也比较简单，直接扫描线程列表，就可以得到每个java 的线程id, 在扫描过程中使用了锁，锁住了线程链表。 但因为从native代码到java代码中没有锁结构，得到线程的列表只能表示当时的状态，当得到id的时候并不能保证该线程依然存活。

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1. ThreadsListEnumerator::ThreadsListEnumerator(Thread* cur_thread,  
2.                                              bool include_jvmti_agent_threads,  
3.                                              bool include_jni_attaching_threads) {  
4.   assert(cur_thread == Thread::current(), "Check current thread");  
5.   
6.   int init_size = ThreadService::get_live_thread_count();  
7.   _threads_array = new GrowableArray<instanceHandle>(init_size);  
8.   
9.   MutexLockerEx ml(Threads_lock);  
10.   
11.   for (JavaThread* jt = Threads::first(); jt != NULL; jt = jt->next()) {  
12.     // skips JavaThreads in the process of exiting  
13.     // and also skips VM internal JavaThreads  
14.     // Threads in _thread_new or _thread_new_trans state are included.  
15.     // i.e. threads have been started but not yet running.  
16.     if (jt->threadObj() == NULL   ||  
17.         jt->is_exiting() ||  
18.         !java_lang_Thread::is_alive(jt->threadObj())   ||  
19.         jt->is_hidden_from_external_view()) {  
20.       continue;  
21.     }  
22.   
23.     // skip agent threads  
24.     if (!include_jvmti_agent_threads && jt->is_jvmti_agent_thread()) {  
25.       continue;  
26.     }  
27.   
28.     // skip jni threads in the process of attaching  
29.     if (!include_jni_attaching_threads && jt->is_attaching()) {  
30.       continue;  
31.     }  
32.   
33.     instanceHandle h(cur_thread, (instanceOop) jt->threadObj());  
34.     _threads_array->append(h);  
35.   }  
36. }  

我们也可以看到 JNI attach 的线程，和jvmti agent的线程是不被统计在内的

3. ThreadInfo[] getThreadInfo 得到线程具体的堆栈信息

不论是传入要取的线程列表还是要取的所有的线程列表，最后都会看到将取堆栈信息的任务交给了vm thread 线程处理，关于vm thread的作用可以参考本人的其他博客。

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1. // Obtain thread dumps and thread snapshot information  
2. VM_ThreadDump op(dump_result,  
3.                  thread_handle_array,  
4.                  num_threads,  
5.                  max_depth, /* stack depth */  
6.                  with_locked_monitors,  
7.                  with_locked_synchronizers);  
8. VMThread::execute(&op);  

a.  vm thread 去遍历所有线程的信息，由于是单线程处理，如果线程数量多的话是会影响到性能的，因为在扫描堆栈过程中，是在softpoint的状态。

b. ThreadDumpResult dump_result(num_threads); 使用ThreadDumpResult 去存储ThreadSnapshot 而保证不会被gc，因为从vm thread抓取线程结束,在填充threadinfo的时候还是会发生gc。

4. 锁的细节显示

在函数 dumpAllThreads(boolean lockedMonitors, boolean lockedSynchronizers)里有2个参数 lockedMonitor, 和 lockedSynchronizer

而这两个参数分别控制两种锁ThreadInfo .getLockedMonitors()  和 ThreadInfo.getLockedSynchronizers() 

a.  Monitor 锁 

就是我们传统使用的synchronized(Object obj),

可以通过MonitorInfo[]得到具体的锁的数量和信息

b. Locked ownable synchronizers 锁

常指的ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock 锁

通过得到LockInfo[]  可以得到具体的类，锁的数量和信息