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Linux多线程技术为并发编程提供了强大支持能力，但在实际应用过程中，由于多线程间的交互较为复杂，很容易导致程序的不稳定性。查看多线程状态成为了程序员调试的重要一环。本文将介绍Linux操作系统下多线程状态查看技巧，帮助读者解决多线程运行中遇到的问题。
1.进程和线程
我们要搞清楚进程和线程的概念。在操作系统中，一个运行中的程序称为进程，而进程中的每个执行流程都成为线程。
多个线程在同一进程之内运行。每个线程都拥有自己的寄存器和线程栈，并且与其他线程共享同一进程的数据区、堆和代码段等。线程间的切换比进程间的切换更为快速和容易。
2.查看线程状态
在Linux系统下，我们可以通过下面两条命令来查看多线程的状态：
ps -eLf
top
其中，ps命令可以列出当前主机上所有进程的状态。第二个参数是进程ID，如果省略，则表示查看当前用户的所有进程。选项e指定查看所有进程，L表示查看进程的线程。
执行命令后，我们可以看到一大串细节，它们分别代表每个线程的状态。一般来说，由多线程程序创建的线程PID的名字后面会带有很多LWP（Light Weight Process轻量级进程），每个LWP对应一个线程，我们可以根据LWP的ID号查询对应线程的信息。
另外，top命令可以实时监控系统中运行的进程和进程间的交互情况，是一款非常强大的进程管理工具。在命令窗口中执行该命令，我们可以观察到各列对应的含义：
PID：进程的ID号
PPID：父进程的ID号
USER：进程的所有者
NI：进程的优先级
%CPU：CPU占用率
%MEM：内存占用率
COMMAND：进程的命令
另外，输入H命令可以查看线程信息，SHIFT+H可以查看线程的CPU占用情况。
3.查看线程堆栈
在进行多线程程序调试时，可能会碰到线程阻塞、死锁等问题，这时我们需要查看线程堆栈，以帮助解决问题。在Linux系统中，我们可以使用gdb工具来查看线程堆栈。
我们需要使用-g选项启动程序。例如：
gdb -g a.out
然后，运行二进制文件，其中N表示线程号，可以使用info threads命令查看当前进程的线程情况。
r N
然后，在gdb命令行窗口中输入thread apply all bt命令，查看每个线程的堆栈信息。apply all参数表示对所有线程进行查看，bt命令表示查看线程的堆栈。
这种方式的缺点在于，当线程数较多时需要大量的输入，比较麻烦。有一种更有效的方式是在代码中添加堆栈打印语句。在需要查看堆栈的位置加入以下代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define TRACE_MAX_STACK_FRAMES 50
void print_trace (int signum)
{
fprintf(stderr, “Error: signal %d:\n”, signum);
void *trace[TRACE_MAX_STACK_FRAMES];
int trace_size = backtrace(trace, TRACE_MAX_STACK_FRAMES);
char **messages = backtrace_symbols(trace, trace_size);
for (int i = 0; i
fprintf(stderr, “%d: %s\n”, i, messages[i]);
}
free(messages);
exit(1);
}
void *task1(void *arg) {
signal(SIGSEGV, print_trace);
…
}
4.其他注意事项
在编写多线程程序时，还需要注意以下事项，以提高程序的稳定性：
避免竞争情况：在多线程程序中，线程间的共享数据可能会导致竞争情况，导致程序的不稳定性。因此，在编写程序时，需要使用线程同步机制避免竞争情况的发生。
正确设置优先级：在多线程程序中，不同线程的执行顺序可能会对程序的正确性产生影响。对于一些较为关键的任务，程序员需要设置较高的优先级来保证它们的及时执行。
正确的线程数目：这项要求的关键是要把握好线程数的细度。如果线程数过多，在上下文的切换中会花费大量的时间，降低程序的效率。如果线程数过少，则不能很好地利用多核心CPU的性能，进而影响程序执行效率。实际的线程数应该根据实际情况进行动态调优。
相关问题拓展阅读：
- Linux多线程编程
- kill-3生成的线程堆栈怎么查看
Linux多线程编程
编译时要用到pthread 库：gcc -lpthread
错误码位置：/usr/include/a-generic/errno.h
gcc pthread_create.c -lpthread
思考：主子线程交替打印奇数偶数。
思考：证明线程可以自己取消自己。
思考：证明SIGKILL和SIGSTOP 是无法阻塞的。
/usr/include/bits/pthreadtypes.h中查看pthread_mutex_t
思考：用多线程将一个文件1.c拷贝3个副本，11.c,12.c,13.c
思考：多个生产者和消费者
思考：将互斥量等初始化使用pthread_once实现。
思考：设置线程的分离属性，然后在新县城中获取自己的分离属性。
kill-3生成的线程堆栈怎么查看
之一步：在终端运行Java程序
第二步：通过命令 pidof java 找到已经启动的java进程的ID，选择需要查看的java程序的进程ID
第三步：使用命令 kill -3 打印出java程序的线程堆栈信息
第四步：通常情况下运行的项目可和卖迅能会比较大，那么这个时候打印的堆栈信息可能会有几千到几万行，为了方便查看，我们往往需要将输出内容进行重定向
使用linux下的重定向命令方式即可：例如： demo.sh > run.log 2>&1 将输出信息重定向到 run.log中。
注：在操作系统中，0 1 2分别对应着不同的含义， 如下：
0 ： 标准输入，即：C中的stdin ， java中的System.in
1 ： 标准输出， 即：C中的stdout ，java中的配正System.out
2 ： 错误输出， 即：C中的stderr ， java中的System.err
Demo：
Sources Code ：
public class PrintThreadTrace {
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
public void func1(){
synchronized (obj1){
func2();
}
}
public void func2(){
synchronized (obj2){
while(true){
System.out.print(“”);
}
}
}
public static void main(String args){
PrintThreadTrace ptt = new PrintThreadTrace();
ptt.func1();
}
}
按照步骤操作后唤此的打印输出信息：
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.79-b02 mixed mode):
“Service Thread” daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a9000 nid=0x12a4 runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“C2 CompilerThread1” daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a7000 nid=0x12a3 waiting on condition
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“C2 CompilerThread0” daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a4000 nid=0x12a2 waiting on condition
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“JDWP Command Reader” daemon prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x1299 runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“JDWP Event Helper Thread” daemon prio=10 tid=0x00007fdc880a1800 nid=0x1298 runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“JDWP Transport Listener: dt_socket” daemon prio=10 tid=0x00007fdc8809e000 nid=0x1297 runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“Signal Dispatcher” daemon prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x1296 waiting on condition
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
“Finalizer” daemon prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x1295 in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
– waiting on (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:135)
– locked (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:151)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)
“Reference Handler” daemon prio=10 tid=0x00007fdc8806f800 nid=0x1294 in Object.wait()
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
– waiting on (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133)
– locked (a java.lang.ref.Reference$Lock)
“main” prio=10 tid=0x00007fdc8800b800 nid=0x128e runnable
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at com.wenchain.study.PrintThreadTrace.func2(PrintThreadTrace.java:20)
– locked (a java.lang.Object)
at com.wenchain.study.PrintThreadTrace.func1(PrintThreadTrace.java:13)
– locked (a java.lang.Object)
at com.wenchain.study.PrintThreadTrace.main(PrintThreadTrace.java:27)
“VM Thread” prio=10 tid=0x00007fdc8806b000 nid=0x1293 runnable
“GC task thread#0 (ParallelGC)” prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x128f runnable
“GC task thread#1 (ParallelGC)” prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x1290 runnable
“GC task thread#2 (ParallelGC)” prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x1291 runnable
“GC task thread#3 (ParallelGC)” prio=10 tid=0x00007fdcnid=0x1292 runnable
“VM Periodic Task Thread” prio=10 tid=0x00007fdc880b3800 nid=0x12a5 waiting on condition
JNI global references: 1391
Heap
PSYoungGen total 17920K, used 1270K
eden space 15872K, 8% used
from space 2023K, 0% used
to space 2023K, 0% used
ParOldGentotal 39424K, used 0K
object space 39424K, 0% used
PSPermGentotal 21504K, used 2619K
object space 21504K, 12% used
上面的信息中包含了当前JVM中所有运行的线程信息，其中在示例中我们启动的线程为main线程，其余的都是JVM自己创建的。
在打印的信息中，我们可以清楚的看见当前线程的调用上下文，可以很清楚的知道程序的运行情况。
并且我们在最后面还能看见当前虚拟机中的内存使用情况，青年世代，老年世代的信息等等…
PS: 在JDK1.5以上，我们可以通过在Java程序中调用Thread.getStackTrace()方法来进行堆栈的自动打印，使得线程堆栈的打印时机可编程控制。
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