java程序cpu飙高定位
1 定位过程
CPU飙升问题定位的一般步骤是：
- 首先通过top指令查看当前占用CPU较高的进程PID
- 查看当前进程消耗资源的线程PID：top -Hp PID
- 通过print命令将线程PID转为16进制，根据该16进制值去打印的堆栈日志内查询，查看该线程所驻留的方法位置
- 通过jstack命令，查看栈信息，定位到线程对应的具体代码
- 分析代码解决问题
2 常见原因及解决方案
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如果是空循环，或者空自旋。
处理方式：可以使用Thread.sleep或者加锁，让线程适当的阻塞。
-
在循环的代码逻辑中，创建大量的新对象导致频繁GC。比如，从mysql查出了大量的数据，比如100W以上等等。
处理方式：可以减少对象的创建数量，或者，可以考虑使用 对象池。
-
其他的一些造成CPU飙升的场景，比如 selector空轮训导致CPU飙升 。
处理方式：参考Netty源码，无效的事件查询到了一定的次数，进行 selector 重建。
3 正式案例
3.1 采用top命令定位进程
登录服务器，执行top命令，查看CPU占用情况，找到进程的pid
top
很容易发现，PID为29706的java进程的CPU飙升到700%多，且一直降不下来，很显然出现了问题。
3.2 使用top -Hp命令定位线程
使用 top -Hp 命令（为Java进程的id号）查看该Java进程内所有线程的资源占用情况
tip: 按shft+p按照cpu占用进行排序，按shift+m按照内存占用进行排序
top -Hp 29706
不难发现，多个线程的CPU占用达到了90%多。我们挑选线程号为30309的线程继续分析
3.3 使用jstack命令定位代码
3.3.1 线程号转换为16进制
可以使用 printf “%x\n” 命令（tid指线程的id号）将以上10进制的线程号转换为16进制
printf "%x\n"
转换后的结果分别为7665，由于导出的线程快照中线程的nid是16进制的，而16进制以0x开头，所以对应的16进制的线程号nid为0x7665
3.3.2 采用jstack命令导出线程快照
通过使用jdk自带命令jstack获取该java进程的线程快照并输入到文件中
注意：open jdk不带该命令|没有注册环境变量的，需要对应的java目录执行jstack命令
jstack -l 进程ID > ./jstack_result.txt
命令（为Java进程的id号）来获取线程快照结果并输入到指定文件
jstack -l 29706 > ./jstack_result.txt
3.3.3 根据线程号定位具体代码
在jstack_result.txt 文件中根据线程好nid搜索对应的线程描述
cat jstack_result.txt |grep -A 100 7665
3.4 分析代码解决问题
下面是ImageConverter.run()方法中的部分核心代码。
逻辑说明：
/存储minicap的socket连接返回的数据 (改用消息队列存储读到的流数据) ，设置阻塞队列长度，防止出现内存溢出
//全局变量
private BlockingQueue<byte[]> dataQueue = new LinkedBlockingQueue<byte[]>(100000);
//消费线程
@Override
public void run() {
//long start = System.currentTimeMillis();
while (isRunning) {
//分析这里从LinkedBlockingQueue
if (dataQueue.isEmpty()) {
continue;
}
byte[] buffer = device.getMinicap().dataQueue.poll();
int len = buffer.length;
}
在while循环中，不断读取堵塞队列dataQueue中的数据，如果数据为空，则执行continue进行下一次循环。
如果不为空，则通过poll()方法读取数据，做相关逻辑处理。
初看这段代码好像每什么问题，但是如果dataQueue对象长期为空的话，这里就会一直空循环，导致CPU飙升。
那么如果解决呢？
//取出队列中的头部元素，如果队列为空则调用此方法的线程被阻塞等待，直到有元素能被取出，如果等待过程被中断则抛出InterruptedException
E take() throws InterruptedException;
//取出队列中的头部元素，如果队列为空返回null
E poll();
这两种取值的API，显然take方法更时候这里的场景。
代码修改为：
while (isRunning) {
/* if (device.getMinicap().dataQueue.isEmpty()) {
continue;
}*/
byte[] buffer = new byte[0];
try {
buffer = device.getMinicap().dataQueue.take();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
……
}
重启项目后，测试发现项目运行稳定，对应项目进程的CPU消耗占比不到10%
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XjmRhZiD-1675222868841)(image/d1cccf29d4c87d03b09c8d3face46c78.png)]
本文案例取之网上，公司代码敏感
4 部分脚本代码
dumpapp(){
echo "应用dump:=============start========================"
is_exist
if [ $? -eq 1 ];then
echo "${appName} is not running"
exit 0
fi
echo "${appName} Process ID is : $pid"
echo "${appName} Process ID is : $pid" > ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.txt
#CUP top cupNum的数据写入临时文件
ps p ${pid} -L -o pcpu,pid,tid,time | sort -f -k4 | tail -n -${cupNum} | grep -E ':'> ${logsPath}/temp.txt
echo " "
echo "CPU TOP ${cupNum} :"
echo "CPU TOP ${cupNum} :" >> ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.txt
cat ${logsPath}/temp.txt
cat ${logsPath}/temp.txt >> ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.txt
echo " "
processId=`awk '{print $3}' ${logsPath}/temp.txt`
echo "${processId}" > ${logsPath}/temp.txt
while read LINE
do
tempId=`printf "%x" ${LINE}`
echo "线程${LINE}对应的十六进制编码是：${tempId}"
echo "线程${LINE}对应的十六进制编码是：${tempId}" >> ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.txt
done < ${logsPath}/temp.txt
rm -rf ${logsPath}/${pid}.log
rm -rf ${logsPath}/${pid}.hprof
${jdkPath}/jstack -l ${pid} > ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.log
${jdkPath}/jmap -dump:format=b,file=${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.hprof ${pid}
echo "Heap dump file Completion"
echo " "
echo "log文件路径：${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.log"
echo "hprof文件路径：${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.hprof"
echo "log文件路径：${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.log" >> ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.txt
echo "hprof文件路径：${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.hprof" >> ${logsPath}/${appName}_${pid}_${caijiTime}.txt
echo "应用dump:=============end========================"
}