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在Java中并发编程如何调试和排错_Java并发调试技巧解析

P粉602998670

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发布时间:2026-02-14 03:55:09

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来源于php中文网

原创

jstack -l 可一眼定位java线程死锁,关键看“found 1 deadlock.”或多个blocked线程等待同一锁地址。

在java中并发编程如何调试和排错_java并发调试技巧解析

Java线程死锁怎么一眼定位?

jstack 是最直接的办法。当程序卡住、响应变慢,先别急着翻代码,立刻执行:jstack -l <pid></pid>。注意加 -l 参数——它能显示显式锁(ReentrantLock)的持有和等待关系,而默认输出只展示 synchronized 块。

关键看输出里有没有 “Found 1 deadlock.” 段落;如果没有,就扫一遍所有线程状态,重点找多个线程都处于 BLOCKED 状态,且都在等同一个 java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) 地址的情况。

  • 常见陷阱:JVM 进程可能被误杀或重启,jstack 必须在问题复现时立刻抓取,延迟几秒就可能错过现场
  • 如果应用跑在容器里,得进容器执行,或者用 docker exec -it <container> jstack -l 1</container>(假设 Java 进程 PID 是 1)
  • jstack 输出中锁对象地址如 0x0000000712345678,要和线程堆栈里的 waiting to lock 对应上才构成证据链

为什么 ConcurrentHashMap 还会出并发 bug?

很多人以为用了 ConcurrentHashMap 就万事大吉,结果发现 get 到 null、计数不准、甚至 NullPointerException。根本原因在于:它只保证单个操作(putgetremove)线程安全,不保证复合操作原子性。

比如 if (!map.containsKey(key)) map.put(key, value); 这种“检查-执行”逻辑,中间完全可能被其他线程插入,导致重复写入或覆盖。

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  • 正确做法是用 map.putIfAbsent(key, value) 替代 if-put 模式
  • 需要条件更新时,优先考虑 computeIfAbsentmerge,它们内部已做 CAS 或锁分段保障
  • 如果必须手动同步,别锁 map 实例本身(易引发死锁),改用私有锁对象或 synchronized(map.getClass())(仅限极简单场景)

ThreadLocal 内存泄漏的真实诱因是什么?

不是因为没调 remove() 就一定会泄漏,而是当 ThreadLocal 变量被设为 null 后,其对应的 Entry 在线程的 ThreadLocalMap 中仍存在,且 key 是弱引用、value 是强引用——只要线程长期存活(比如线程池里的线程),value 就一直被 hold 住,无法 GC。

典型场景:Web 应用中,在 Filter 或 Interceptor 里 set 了一个大对象到 ThreadLocal,但忘记 remove,请求结束后该线程归还线程池,下一次复用时旧 value 仍在。

  • 必须在 finally 块里调 threadLocal.remove(),不能只靠 try-with-resources(ThreadLocal 不实现 AutoCloseable
  • Tomcat 等容器会在请求结束时自动清理部分 ThreadLocal,但只针对它自己注册的,你自定义的仍需手动管理
  • 排查时可 dump heap 后用 MAT 搜索 java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap$Entry,看 value 是否持有不该存在的大对象

CompletableFuture 时异步链突然中断却不报错?

这是最隐蔽的排错点:supplyAsyncthenApply 抛异常后,若没显式处理,异常会被吞掉,后续 thenAccept 不执行,也没有日志,整个链静默失败。

根本原因是 CompletableFuture 的异常默认只保存在内部 state 中,不会自动传播或打印;只有调用 join()get() 或注册 exceptionally/handle 才会暴露。

  • 所有异步链末端务必加 whenComplete((r, e) -> { if (e != null) log.error("async failed", e); })
  • 避免在 thenRunthenAccept 里写可能抛异常的逻辑,真要写,包一层 try-catch 并记录
  • 测试时别只看最终结果是否正确,要用 CountDownLatch 等方式强制等待 completion,再断言异常是否被正确捕获

并发问题往往不在代码写错,而在对工具类行为边界的误解。比如以为 CopyOnWriteArrayList 适合高频写,其实它每次写都复制数组,写多读少反而拖垮性能;又比如在 synchronized 方法里调远程服务,把锁范围无意扩大成服务响应时间。这些细节不通过真实压测和线程 dump 很难发现。

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