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JVM 常见线上问题 → CPU 100%、内存泄露 问题排查

2020-10-14
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10/14

开心一刻

明明是个小 bug,但就是死活修不好,我特么心态崩了......

前言

  后文会从 Windows、Linux 两个系统来做示例展示,有人会有疑问了:为什么要说 Windows 版的 ? 目前市面上还是有很多 Windows 服务器的,应用于传统行业、政府结构、医疗行业 等等;两个系统下的情况都演示下,有备无患

  后文中用到了两个工具:Processor ExplorerMAT,它们是什么,有什么用,怎么用,本文不做介绍,不知道的小伙伴最好先去做下功课

cpu 100%

  下面的示例中, cpu 的占有率没到 100%,只是比较高,但是排查方式是一样的,希望大家不要钻牛角尖

  Windows

    1、找到 cpu 占有率最高的 java 进程号

      

      PID: 20260 

    2、根据进程号找到 cpu 占有率最高的线程号

      双击刚刚找到的 java 进程

      

      线程号: 15900 ,转成十六进制: 3e1c 

    3、利用 jstack 生成虚拟机中所有线程的快照

      命令: jstack -l {pid} > {path} 

      

      文件路径: D:\20260.stack 

    4、线程快照分析

      我们先浏览下快照内容

      

      内容还算比较简洁,线程快照格式都是统一的,我们以一个线程快照简单说明下

       "main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000002792800 nid=0x3e1c runnable [0x00000000025cf000] 

      

      我们前面找到占 cpu 最高的线程号: 15900 ,十六进制: 3e1c ,用 3e1c 去快照文件里面搜一下

      

      自此,找到问题

      

  Linux

    排查方式与 Windows 版一样,只是命令有些区别

    1、找到 cpu 占有率最高的 java 进程号

      使用命令: top -c 显示运行中的进程列表信息, shift + p 使列表按 cpu 使用率排序显示

      

       PID = 2227 的进程,cpu 使用率最高

    2、根据进程号找到 cpu 占有率最高的线程号

      使用命令: top -Hp {pid} ,同样 shift + p 可按 cpu 使用率对线程列表进行排序

      

       PID = 2228 的线程消耗 cpu 最高,十进制的 2228 转成十六进制 8b4 

    3、利用 jstack 生成虚拟机中所有线程的快照

      

    4、线程快照分析

      分析方式与 Windows 版一致,我们可以把 2227.stack 下载到本地进行分析,也可直接在 Linux 上分析

      在 Linux 上分析,命令: cat 2227.stack |grep '8b4' -C 5 

      

      至此定位到问题

      

    不管是在 Windows 下,还是在 Linux 下,排查套路都是一样的

    

内存泄露

  同样的,Windows、Linux 各展示一个示例

  Windows

    1、找到内存占有率最高的进程号 PID

      

      第一眼看上去, idea 内存占有率最高,因为我是以 idea 启动的 java 进程;idea 进程我们无需关注,我们找到内存占有率最高的 java 的 PID: 10824 

    2、利用  jmap 生成堆转储快照

      命令: jmap -dump:format=b,file={path} {pid} 

      

      dump 文件路径: D:\heapdump_108244.hprof 

    3、利用 MAT 分析 dump 文件

      MAT:Memory Analyzer Tool,是针对 java 的内存分析工具;下载地址:

      

      选择对应的版本,下载后直接解压;默认情况下,mat 最大内存是 1024m ,而我们的 dump 文件往往大于 1024m,所以我们需要调整,在 mat 的 home 目录下找到 MemoryAnalyzer.ini ,将 -Xmx1024m 修改成大于 dump 大小的空间, 我把它改成了 -Xmx4096m 

      接着我们就可以将 dump 文件导入 mat 中,开始 dump 文件的解析

      

      解析是个比较漫长的过程,我们需要耐心等待

      

      解析完成后,我们可以看到如下概况界面

      

      各个窗口的各个细节就不做详细介绍了,有兴趣的可自行去查阅资料;我们来看看几个图:饼状图、直方图、支配树、可疑的内存泄露报告

      饼状图

        

        可以看出, com.lee.schedule.Schedule 对象持有 1G 内存,肯定有问题

      直方图

        

        我们看下 Person 定义


@Setter
@Getter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public classPerson {privateString name;privateInteger age;

}

View Code

        可想而知,上图标记的几项都与 Person 有关

      支配树

        

        这就非常直观了,Schedule 中的 ArrayList 占了 99.04% 的大小

      可疑的内存泄露报告

        

      通过这些数据,相信大家也能找到问题所在了

      

  Linux

    排查方式与 Windows 一样,只是有稍许的命令区别

    1、找到内存占有率最高的进程号

      使用命令: top -c 显示运行中的进程列表信息, shift + m 按内存使用率进行排序

      

      进程号: 2527  

    2、利用 jmap 生成堆转储快照

      命令: jmap -dump:format=b,file={path} {pid} 

      

      堆转储快照文件路径: /opt/heapdump_2527.hprof 

    3、利用 MAT 分析堆转储快照

      将 heapdump_2448.phrof 下载到本地,利用 MAT 进行分析;分析过程与 Windows 版完全一致

      

      自此,定位到问题

    Windows 下与 Linux 下,排查流程是一样的

    

总结

  JVM 常用命令

    jps:列出正在运行的虚拟机进程

    jstat:监视虚拟机各种运行状态信息,可以显示虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据

    jinfo:实时查看和调整虚拟机各项参数

    jmap:生成堆转储快照,也可以查询 finalize 执行队列、Java 堆和永久代的详细信息

    jstack:生成虚拟机当前时刻的线程快照

    jhat:虚拟机堆转储快照分析工具

      与 jmap 搭配使用,分析 jmap 生成的堆转储快照,与 MAT 的作用类似

  排查步骤

    1、先找到对应的进程: PID 

    2、生成线程快照 stack (或堆转储快照: hprof )

    3、分析快照(或堆转储快照),定位问题

  内存泄露、内存溢出和 CPU 100% 关系

     

  常用 JVM 性能检测工具

    Eclipse Memory Analyer、JProfile、JProbe Profiler、JVisualVM、JConsole、Plumbr

参考

  一次完整的JVM堆外内存泄漏故障排查记录

  【原创】谈谈线上CPU100%排查套路

  紧急修复一次线上商城系统高并发优化实战

  面试官:如果你们的系统 CPU 突然飙升且 GC 频繁,如何排查?

  记一次公司JVM堆溢出抽丝剥茧定位的过程

  MAT:一次线上内存泄漏排查

  JVM探秘:MAT分析内存溢出

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