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JVM 常见线上问题:CPU100%、内存泄露的问题排查原创

2周前
405652

前言

本文会从 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。

文中用到了两个工具:Processor Explorer、MAT,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

image1.png

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
image5.png

 "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

image6.png

自此,找到问题

image7.png

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

image8.png

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
image9.png

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

image11.png

至此定位到问题

image12.png
    
不管是在 Windows 下,还是在 Linux 下,排查套路都是一样的

image13.png

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

image14.GIF
      
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}

image15.GIF

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:

image16.png

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

image17.GIF

解析是个比较漫长的过程,我们需要耐心等待

image18.GIF

解析完成后,我们可以看到如下概况界面

image19.png

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

image20.png
        
可以看出, com.lee.schedule.Schedule 对象持有 1G 内存,肯定有问题

直方图

image21.png

我们看下 Person 定义

@Setter
@Getter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Person {

    private String name;
    private Integer age;

}

可想而知,上图标记的几项都与 Person 有关

支配树

image23.png
        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

image24.png

## 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
image26.png

进程号: 2527

2、利用 jmap 生成堆转储快照

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

image27.png

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
    image29.png

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

image30.png

常用 JVM 性能检测工具

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

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青石路
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