1. 概述
在本教程中，我们将讨论捕获Java应用程序线程转储的各种方法。
线程转储是Java进程所有线程状态的快照，每个线程的状态都以堆栈跟踪的形式呈现，显示线程堆栈的内容。线程转储可用于诊断问题，因为它显示线程的活动。线程转储以纯文本形式编写，因此我们可以将它们的内容保存到一个文件中，稍后在文本编辑器中查看它们。
在接下来的部分中，我们将通过多种工具和方法来生成线程转储。
2. 使用JDK实用程序
JDK提供了几个实用程序，可以捕获Java应用程序的线程转储。所有实用程序都位于JDK主目录中的bin文件夹下，因此，只要这个目录在我们的系统路径中，我们就可以从命令行执行这些实用程序。
2.1 jstack
jstack是一个命令行JDK实用程序，我们可以使用它来捕获线程转储，它获取进程的pid并在控制台中显示线程转储。或者，我们可以将其输出重定向到一个文件。
让我们看一下使用jstack捕获线程转储的基本命令语法：
jstack [-F] [-l] [-m] <pid>
所有标志都是可选的，让我们看看他们的意思：
- -F选项强制线程转储；当jstack pid没有响应时很方便(进程挂起)
- -l选项指示实用程序在堆和锁中查找可拥有的同步器
- -m选项除了Java堆栈帧之外，还打印本机堆栈帧(C和C++)
让我们通过捕获线程转储并将结果重定向到文件来使用这些知识：
jstack 17264 > /tmp/threaddump.txt
请记住，我们可以使用jps命令轻松获取Java进程的pid。
2.2 Java Mission Control
Java Mission Control(JMC)是一个GUI工具，用于收集和分析来自Java应用程序的数据。启动JMC后，它会显示在本地机器上运行的Java进程列表。我们还可以通过JMC连接到远程Java进程。
我们可以在进程上右击，点击“Start Flight Recording”选项。在此之后，Threads选项卡显示线程转储：
2.3 jvisualvm
jvisualvm是一个带有图形用户界面的工具，可以让我们监控、排除故障和分析Java应用程序。GUI很简单，但非常直观且易于使用。
它的众多选项之一允许我们捕获线程转储，如果我们右键单击一个Java进程并选择“Thread Dump”选项，该工具将创建一个线程转储并在新选项卡中打开它：
从JDK 9开始，Visual VM不包含在OracleJDK和OpenJDK发行版中。因此，如果我们使用的是Java 9或更新版本，我们可以从Visual VM开源项目站点获取JVisualVM。
2.4 jcmd
jcmd是一个通过向JVM发送命令请求来工作的工具。尽管功能强大，但它不包含任何远程功能；我们必须在运行Java进程的同一台机器上使用它。
它的众多命令之一是Thread.print，我们可以通过指定进程的pid来使用它来获取线程转储：
jcmd 17264 Thread.print
2.5 jconsole
jconsole允许我们检查每个线程的堆栈跟踪，如果我们打开jconsole并连接到一个正在运行的Java进程，我们可以导航到Threads选项卡并找到每个线程的堆栈跟踪：
2.6 概括
事实证明，有许多方法可以使用JDK实用程序捕获线程转储，让我们花点时间来总结一下，并概述它们的优缺点：
- jstack：提供最快和最简单的方法来捕获线程转储；但是，从Java 8开始可以使用更好的替代方案
- jmc：增强的JDK分析和诊断工具，它最大限度地减少了通常是分析工具问题的性能开销
- jvisualvm：具有出色GUI控制台的轻量级开源分析工具
- jcmd：非常强大，推荐用于Java 8及更高版本。具有多种用途的单一工具：捕获线程转储(jstack)、堆转储(jmap)、系统属性和命令行参数(jinfo)
- jconsole：允许我们检查线程堆栈跟踪信息
3. 命令行
在企业级应用程序服务器中，出于安全原因，仅安装JRE。因此，我们不能使用上述实用程序，因为它们是JDK的一部分。但是，有各种命令行替代方案可以让我们轻松捕获线程转储。
3.1 kill -3命令(Linux/Unix)
在类Unix系统中捕获线程转储的最简单方法是通过kill命令，我们可以使用该命令向使用kill()系统调用的进程发送信号。在这个用例中，我们将向它发送-3信号。
使用前面示例中的相同pid，让我们看一下如何使用kill捕获线程转储：
kill -3 17264
这样，接收信号的Java进程将在标准输出上打印线程转储。
如果我们使用以下调整标志组合运行Java进程，那么它还会将线程转储重定向到给定文件：
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+LogVMOutput -XX:LogFile=~/jvm.log
现在，如果我们发送-3信号，除了标准输出之外，转储将在~/jvm.log文件中可用。
3.2 Ctrl + Break(Windows)
在Windows操作系统中，我们可以使用CTRL和Break组合键捕获线程转储。要获取线程转储，请导航至用于启动Java应用程序的控制台，然后同时按下CTRL和Break键。
值得注意的是，在某些键盘上，Break键不可用。因此，在这种情况下，可以同时使用CTRL、SHIFT和Pause键来捕获线程转储。
这两个命令都将线程转储打印到控制台。
4. 以编程方式使用ThreadMxBean
我们将在本文中讨论的最后一种方法是使用JMX，我们将使用ThreadMxBean来捕获线程转储。让我们在代码中演示这一点：
private static String threadDump(boolean lockedMonitors, boolean lockedSynchronizers) {
StringBuffer threadDump = new StringBuffer(System.lineSeparator());
ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
for(ThreadInfo threadInfo : threadMXBean.dumpAllThreads(lockedMonitors, lockedSynchronizers)) {
threadDump.append(threadInfo.toString());
}
return threadDump.toString();
}
在上面的程序中，我们执行了几个步骤：
- 首先初始化一个空的StringBuffer，用来保存各个线程的栈信息
- 然后我们使用ManagementFactory类来获取ThreadMxBean的实例，ManagementFactory是为Java平台获取托管bean的工厂类。另外，ThreadMxBean是JVM线程系统的管理接口
- 将lockedMonitors和lockedSynchronizers值设置为true表示在线程转储中捕获可拥有的同步器和所有锁定的监视器
5. 总结
在本文中，我们学习了多种捕获线程转储的方法。
首先，我们讨论了各种JDK实用程序，然后是命令行选项。最后，我们总结了使用JMX的编程方法。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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