体验了一把线上CPU100%及应用OOM的排查和解决过程

点击上方☝，轻松关注！

及时获取有趣有料的技术文章

“

下面是我遇到的问题，以及一些简单的排查思路，如有不对的地方，欢迎留言讨论。如果你已经遇到 InMemoryReporterMetrics 导致的OOM问题，并已经解决，则可忽略此文。若你对CPU100%以及线上应用OOM排查思路不清楚，可以浏览下本文。

问题现象

【告警通知-应用异常告警】简单看下告警的信息：拒绝连接，反正就是服务有问题了，请不要太在意马赛克。

环境说明

Spring Cloud F版。

项目中默认使用 spring-cloud-sleuth-zipkin 依赖得到 zipkin-reporter。分析的版本发现是 zipkin-reporter版本是 2.7.3 。

 org.springframework.cloud
 spring-cloud-sleuth-zipkin

  
版本：2.0.0.RELEASE

版本说明

问题排查

通过告警信息，知道是哪一台服务器的哪个服务出现问题。首先登录服务器进行检查。

1、检查服务状态和验证健康检查URL是否ok

“

这一步可忽略/跳过，与实际公司的的健康检查相关，不具有通用性。

①查看服务的进程是否存在。

“

ps -ef | grep  服务名 ps -aux | grep 服务名

②查看对应服务健康检查的地址是否正常，检查 ip port 是否正确

“

是不是告警服务检查的url配置错了，一般这个不会出现问题

③验证健康检查地址

“

这个健康检查地址如：http://192.168.1.110:20606/serviceCheck 检查 IP 和 Port 是否正确。

# 服务正常返回结果
curl http://192.168.1.110:20606/serviceCheck
{"appName":"test-app","status":"UP"}

# 服务异常，服务挂掉
curl http://192.168.1.110:20606/serviceCheck
curl: (7) couldn't connect to host

2、查看服务的日志

查看服务的日志是否还在打印，是否有请求进来。查看发现服务OOM了。

OOM错误

tips：java.lang.OutOfMemoryError GC overhead limit exceeded

oracle官方给出了这个错误产生的原因和解决方法：Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead limit exceeded Cause: The detail message "GC overhead limit exceeded" indicates that the garbage collector is running all the time and Java program is making very slow progress. After a garbage collection, if the Java process is spending more than approximately 98% of its time doing garbage collection and if it is recovering less than 2% of the heap and has been doing so far the last 5 (compile time constant) consecutive garbage collections, then a java.lang.OutOfMemoryError is thrown. This exception is typically thrown because the amount of live data barely fits into the Java heap having little free space for new allocations. Action: Increase the heap size. The java.lang.OutOfMemoryError exception for GC Overhead limit exceeded can be turned off with the command line flag -XX:-UseGCOverheadLimit.

原因：大概意思就是说，JVM花费了98%的时间进行垃圾回收，而只得到2%可用的内存，频繁的进行内存回收(最起码已经进行了5次连续的垃圾回收)，JVM就会曝出ava.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded错误。

上面tips来源：java.lang.OutOfMemoryError GC overhead limit exceeded原因分析及解决方案

3、检查服务器资源占用状况

查询系统中各个进程的资源占用状况，使用 top 命令。查看出有一个进程为  11441  的进程 CPU 使用率达到300%，如下截图：

CPU爆表

然后 查询这个进程下所有线程的CPU使用情况：

“

top -H -p pid 保存文件：top -H -n 1 -p pid > /tmp/pid_top.txt

# top -H -p 11441
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
11447 test    20   0 4776m 1.6g  13m R 92.4 20.3  74:54.19 java
11444 test    20   0 4776m 1.6g  13m R 91.8 20.3  74:52.53 java
11445 test    20   0 4776m 1.6g  13m R 91.8 20.3  74:50.14 java
11446 test    20   0 4776m 1.6g  13m R 91.4 20.3  74:53.97 java
....

查看 PID：11441 下面的线程，发现有几个线程占用cpu较高。

4、保存堆栈数据

1、打印系统负载快照
top -b -n 2 > /tmp/top.txt
top -H -n 1 -p pid > /tmp/pid_top.txt

2、cpu升序打印进程对应线程列表
ps -mp-o THREAD,tid,time | sort -k2r > /tmp/进程号_threads.txt

3、看tcp连接数 (最好多次采样)
lsof -p 进程号 > /tmp/进程号_lsof.txt
lsof -p 进程号 > /tmp/进程号_lsof2.txt

4、查看线程信息 (最好多次采样)
jstack -l 进程号 > /tmp/进程号_jstack.txt
jstack -l 进程号 > /tmp/进程号_jstack2.txt
jstack -l 进程号 > /tmp/进程号_jstack3.txt

5、查看堆内存占用概况
jmap -heap 进程号 > /tmp/进程号_jmap_heap.txt

6、查看堆中对象的统计信息
jmap -histo 进程号 | head -n 100 > /tmp/进程号_jmap_histo.txt

7、查看GC统计信息
jstat -gcutil 进程号 > /tmp/进程号_jstat_gc.txt

8、生产对堆快照Heap dump
jmap -dump:format=b,file=/tmp/进程号_jmap_dump.hprof 进程号

“

堆的全部数据，生成的文件较大。

jmap -dump:live,format=b,file=/tmp/进程号_live_jmap_dump.hprof 进程号

“

dump:live,这个参数表示我们需要抓取目前在生命周期内的内存对象，也就是说GC收不走的对象，一般用这个就行。

拿到出现问题的快照数据，然后重启服务。

问题分析

根据上述的操作，已经获取了出现问题的服务的GC信息、线程堆栈、堆快照等数据。下面就进行分析，看问题到底出在哪里。

1、分析cpu占用100%的线程

转换线程ID

从jstack生成的线程堆栈进程分析。

将 上面线程ID 为
11447 ：0x2cb7
11444 ：0x2cb4
11445 ：0x2cb5
11446 ：0x2cb6
转为 16进制（jstack命令输出文件记录的线程ID是16进制）。
第一种转换方法 :

$ printf “0x%x” 11447
“0x2cb7”

第二种转换方法 :  在转换的结果加上 0x即可。

查找线程堆栈

$ cat 11441_jstack.txt | grep "GC task thread"
"GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f971401e000 nid=0x2cb4 runnable
"GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f9714020000 nid=0x2cb5 runnable
"GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f9714022000 nid=0x2cb6 runnable
"GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x00007f9714023800 nid=0x2cb7 runnable

发现这些线程都是在做GC操作。

2、分析生成的GC文件

  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00   0.00 100.00  99.94  90.56  87.86    875    9.307  3223 5313.139 5322.446

• S0：幸存1区当前使用比例

• S1：幸存2区当前使用比例

• E：Eden Space（伊甸园）区使用比例

• O：Old Gen（老年代）使用比例

• M：元数据区使用比例

• CCS：压缩使用比例

• YGC：年轻代垃圾回收次数

• FGC：老年代垃圾回收次数

• FGCT：老年代垃圾回收消耗时间

• GCT：垃圾回收消耗总时间

FGC 十分频繁。

3、分析生成的堆快照

使用 Eclipse Memory Analyzer 工具。下载地址：https://www.eclipse.org/mat/downloads.php

分析的结果：

看到堆积的大对象的具体内容：

问题大致原因，InMemoryReporterMetrics 引起的OOM。
zipkin2.reporter.InMemoryReporterMetrics @ 0xc1aeaea8
Shallow Size: 24 B Retained Size: 925.9 MB

也可以使用：Java内存Dump(https://www.perfma.com/docs/memory/memory-start)进行分析，如下截图，功能没有MAT强大，有些功能需收费。

4、原因分析和验证

因为出现了这个问题，查看出现问题的这个服务  zipkin的配置，和其他服务没有区别。发现配置都一样。

然后看在试着对应的 zipkin 的jar包，发现出现问题的这个服务依赖的 zipkin版本较低。

有问题的服务的 zipkin-reporter-2.7.3.jar
其他没有问题的服务 依赖的包 ：zipkin-reporter-2.8.4.jar

将有问题的服务依赖的包版本升级，在测试环境进行验证，查看堆栈快照发现没有此问题了。

原因探索

查 zipkin-reporter的 github：搜索 相应的资料
https://github.com/openzipkin/zipkin-reporter-java/issues?q=InMemoryReporterMetrics
找到此 下面这个issues：
https://github.com/openzipkin/zipkin-reporter-java/issues/139

修复代码和验证代码：
https://github.com/openzipkin/zipkin-reporter-java/pull/119/files

对比两个版本代码的差异：简单的DEMO验证：

// 修复前的代码：
  private final ConcurrentHashMap messagesDropped =
      new ConcurrentHashMap();
// 修复后的代码：
  private final ConcurrentHashMap, AtomicLong> messagesDropped =
      new ConcurrentHashMap<>();

修复后使用 这个key ：Class  替换  Throwable。

简单验证：

解决方案

将zipkin-reporter 版本进行升级即可。使用下面依赖配置，引入的 zipkin-reporter版本为  2.8.4 。

  io.zipkin.brave
  brave
  5.6.4

小建议：配置JVM参数的时候还是加上下面参数,设置内存溢出的时候输出堆栈快照.

 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
 -XX:HeapDumpPath=path/filename.hprof 
 

参考文章

记一次sleuth发送zipkin异常引起的OOM
https://www.jianshu.com/p/f8c74943ccd8