哪个Java线程消耗了我的CPU？

当您的Java应用程序占用100％的CPU时，您该怎么办？ 事实证明，您可以使用内置的UNIX和JDK工具轻松找到有问题的线程。 不需要探查器或代理。

为了进行测试，我们将使用以下简单程序：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Idle(), 'Idle').start();
        new Thread(new Busy(), 'Busy').start();
    }
}

class Idle implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        try {
            TimeUnit.HOURS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    }
}

class Busy implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            'Foo'.matches('F.*');
        }
    }
}

如您所见，它启动了两个线程。 Idle不消耗任何CPU（请记住，睡眠线程消耗内存，但不消耗CPU），而Busy占用整个内核，因为正则表达式的解析和执行是一个令人惊讶的复杂过程。 让我们运行该程序，然后将其忽略。 我们如何快速发现Busy是我们软件中有问题的部分？ 首先，我们使用top来找出消耗大部分CPU的java进程的进程ID（ PID ）。 这很简单：

$ top -n1 | grep -m1 java

这将显示包含“ java ”语句的top输出的第一行：

22614 tomek     20   0 1360m 734m  31m S    6 24.3   7:36.59 java

第一列是PID，让我们提取它。 不幸的是，事实证明top使用ANSI转义码表示颜色 –看不见的字符破坏了grep和cut类的工具。 幸运的是，我找到了一个Perl脚本来删除这些字符 ，并最终能够提取用尽CPU的java进程的PID：

$ top -n1 | grep -m1 java | perl -pe 's/\e\[?.*?[\@-~] ?//g' | cut -f1 -d' '

cut -f1 -d' '调用只是将第一个值从以空格分隔的列中取出：

22614

现在，当我们遇到有问题的JVM PID时，我们可以使用top -H查找有问题的Linux线程。 -H选项显示与进程相对的所有线程的列表，PID列现在表示内部Linux线程ID：

$ top -n1 -H | grep -m1 java
$ top -n1 -H | grep -m1 java | perl -pe 's/\e\[?.*?[\@-~] ?//g' | cut -f1 -d' '

输出令人惊讶地相似，但是第一个值现在是线程ID：

25938 tomek     20   0 1360m 748m  31m S    2 24.8   0:15.15 java
25938

因此，我们有一个繁忙的JVM的进程ID和Linux线程ID（很可能来自该进程）消耗了我们的CPU。 这是最好的部分：如果查看jstack输出（在JDK中可用），则每个线程的名称旁边都会印有一些神秘的ID：

'Busy' prio=10 tid=0x7f3bf800 nid=0x6552 runnable [0x7f25c000]
    java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at java.util.regex.Pattern$Node.study(Pattern.java:3010)

没错， nid=0x645a参数与top -H打印的线程ID相同。 当然，不要太简单，在jstack以十六进制打印时， top使用十进制表示法。 再次有一个简单的解决方案， printf'％x' ：

$ printf '%x' 25938
6552

让我们将我们现在拥有的所有内容包装到一个脚本中并合并结果：

#!/bin/bash
PID=$(top -n1 | grep -m1 java | perl -pe 's/\e\[?.*?[\@-~] ?//g' | cut -f1 -d' ')
NID=$(printf '%x' $(top -n1 -H | grep -m1 java | perl -pe 's/\e\[?.*?[\@-~] ?//g' | cut -f1 -d' '))
jstack $PID | grep -A500 $NID | grep -m1 '^$' -B 500

PID持有java PID， NID持有线程ID，很可能来自该JVM。 最后一行只是转储给定PID的JVM堆栈跟踪，并过滤（使用grep ）具有相匹配的nid的线程。 猜猜它有什么用：

$ ./profile.sh
'Busy' prio=10 tid=0x7f3bf800 nid=0x6552 runnable [0x7f25c000]
    java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at java.util.regex.Pattern$Node.study(Pattern.java:3010)
        at java.util.regex.Pattern$Curly.study(Pattern.java:3854)
        at java.util.regex.Pattern$CharProperty.study(Pattern.java:3355)
        at java.util.regex.Pattern$Start.(Pattern.java:3044)
        at java.util.regex.Pattern.compile(Pattern.java:1480)
        at java.util.regex.Pattern.(Pattern.java:1133)
        at java.util.regex.Pattern.compile(Pattern.java:823)
        at java.util.regex.Pattern.matches(Pattern.java:928)
        at java.lang.String.matches(String.java:2090)
        at com.blogspot.nurkiewicz.Busy.run(Main.java:27)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)

多次运行脚本（或使用watch ，请参见下文）将在不同位置捕获Busy线程，但是几乎总是在正则表达式解析中进行–这是我们有问题的部分！

多线程

如果您的应用程序具有多个需要CPU的线程，则可以使用watch -n1 ./profile.sh命令watch -n1 ./profile.sh运行一次脚本并获取半实时堆栈转储，这很可能来自不同的线程。 使用以下程序进行测试：

new Thread(new Idle(), 'Idle').start();
new Thread(new Busy(), 'Busy-1').start();
new Thread(new Busy(), 'Busy-2').start();

您将看到Busy-1或Busy-2线程的堆栈跟踪（在Pattern类中的不同位置），但是从不Idle 。

参考： 哪个Java线程消耗了我的CPU？ 来自我们的JCG合作伙伴 Tomasz Nurkiewicz，来自Java和邻里博客。

翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2012/08/which-java-thread-consumes-my-cpu.html