Java进程CPU使用率高排查

ゝ一世哀愁。 2022-05-28 04:44 424阅读 0赞

#  #

1.使用top 定位到占用CPU高的进程PID

top

通过ps aux | grep PID命令

2.获取线程信息，并找到占用CPU高的线程

ps -mp pid -o THREAD,tid,time | sort -rn

3.将需要的线程ID转换为16进制格式

printf "%x\\n" tid

4.打印线程的堆栈信息

jstack pid |grep tid -A 30

实际例子，可参考：https://blog.csdn.net/u010862794/article/details/78020231?locationNum=4&fps=1

# 简要 #

工作中负责的有一个项目是使用iReport+JasperReport实现的一个打印系统。最近这个线上程序经常无响应，重启后恢复正常，但是时不时还是会出现类似的问题。   
最后发现是JasperReport的一个问题。有个JasperReport的转换任务内存占用特别高，当新对象需要分配内存时就会内存不够了，于是GC线程就不断GC，占用CPU。   
导致系统CPU占用超高。   
下面说下问题排查的一个思路步骤

# 基本环境 #

*  tomcat 7
 *  JDK 7
 *  Linux

# 问题定位 #

## 查看后台异常 ##

通过查看系统的后台日志，发现各个请求都正常，没有异常抛出。于是考虑系统状况

## 查看系统状况 ##

### top 命令查看CPU、内存等使用情况 ###

[root@DEV-L002323 ~]# top
    top - 14:52:54 up 514 days,  7:00,  8 users,  load average: 2.85, 1.35, 1.62
    Tasks: 147 total,   1 running, 146 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
    Cpu(s): 57.6%us,  6.3%sy,  0.0%ni,  9.2%id, 26.2%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.7%st
    Mem:   3922928k total,  3794232k used,   128696k free,   403112k buffers
    Swap:  4194296k total,    65388k used,  4128908k free,  1492204k cached
    
      PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                     
     6764 root      20   0 2428m 1.1g  11m S 190.0 28.3  36:38.55 java                                                                       
     1161 root      20   0     0    0    0 D  0.3  0.0  32:43.06 flush-253:0                                                                 
     1512 root      20   0 14684 4188  488 S  0.3  0.1   0:16.12 sec_agent                                                                   
        1 root      20   0 19356  652  436 S  0.0  0.0   0:16.64 init                                                                        
        2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.05 kthreadd                                                                    
        3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   1:49.34 migration/0                                                                 
        4 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0  17:46.61 ksoftirqd/0                                                                 
        5 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 migration/0                                                                 
        6 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   2:02.78 watchdog/0                                                                  
        7 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   1:46.79 migration/1

从top命令的结果发现。pid为6764的java进程CPU利用持续占用过高,达到了190%。内存占用率为28.3%。

### 定位问题线程 ###

使用`ps -mp pid -o THREAD,tid,time`命令查看该进程的线程情况，发现该进程的两个线程占用率很高

[root@DEV-L002323 ~]# ps -mp 6764 -o THREAD,tid,time
    USER     %CPU PRI SCNT WCHAN  USER SYSTEM   TID     TIME
    root     71.7   -    - -         -      -     - 00:36:52
    root      0.0  19    - futex_    -      -  6764 00:00:00
    root      0.0  19    - poll_s    -      -  6765 00:00:01
    root     44.6  19    - futex_    -      -  6766 00:23:32
    root     44.6  19    - futex_    -      -  6767 00:23:32
    root      1.2  19    - futex_    -      -  6768 00:00:38
    root      0.0  19    - futex_    -      -  6769 00:00:00
    root      0.0  19    - futex_    -      -  6770 00:00:01
    root      0.0  19    - futex_    -      -  6771 00:00:00

从上面可以看出6766和6767两个线程占用CPU大约有半个小时，每个线程的CPU利用率约为45%。接下来需要查看对应线程的问题堆栈   
下面就看看6766这个问题线程的堆栈

### 查看问题线程堆栈 ###

#### 将线程id转换为16进制 ####

[root@DEV-L002323 ~]#  printf "%x\n" 6766
    1a6e

**jstack查看线程堆栈信息**

jstack命令打印线程堆栈信息，命令格式：`jstack pid |grep tid`

[root@DEV-L002323 ~]# jstack 6764 | grep 1a6e
    "GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007ffeb8016800 nid=0x1a6e runnable
    "GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007ffeb8016800 nid=0x1a6e runnable 
    "GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007ffeb8016800 nid=0x1a6e runnable  
    "VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0x00007ffeb8016800 nid=0x3700 waiting on condition 
    
    JNI global references: 496

从上面可以看书，这些都是GC的线程。那么可以推断，很有可能就是内存不够导致GC不断执行。接下来我们就需要查看   
gc 内存的情况

### jstat查看进程内存状况 ###

[root@DEV-L002323 bin]# jstat -gcutil 6764 2000 10
      S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726
      0.00   0.00  100.00 100.00  97.74   1863   33.937   310  453.788  487.726

可以看出内存的年轻代和年老带的利用率都达到了惊人的100%。FGC的次数也特别多，并且在不断飙升。可以推断出   
程序肯定是在哪里的实现有问题，需要重点查看大对象或者异常多的对象信息。此时可以生成headdump文件拿到本地来分析

### `jstack` 和 `jmap` 分析进程堆栈和内存状况 ###

使用`jmap`命令导出heapdump文件，然后拿到本地使用jvisualvm.exe分析。

命令: `jmap [option] vmid`   
jmap -dump:format=b,file=dump.bin 6764

命令: `jstack [option] vmid`   
jstack -l 6764 >> jstack.out

从heapdump文件中定位到程序中的工作现场，和内存状况，如下：

线程:

"Thread-21" daemon prio=5 tid=85 WAITING
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        at java.lang.Object.wait(Object.java:503)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.AbstractThreadSubreportRunner.waitResult(AbstractThreadSubreportRunner.java:81)
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.fill.ThreadExecutorSubreportRunner#2
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.AbstractThreadSubreportRunner.start(AbstractThreadSubreportRunner.java:53)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillSubreport.prepare(JRFillSubreport.java:758)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillElementContainer.prepareElements(JRFillElementContainer.java:331)
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillSubreport#3
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillBand.fill(JRFillBand.java:384)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillBand.fill(JRFillBand.java:358)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillBandNoOverflow(JRVerticalFiller.java:458)
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillBand#3
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillPageHeader(JRVerticalFiller.java:421)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillPageBreak(JRVerticalFiller.java:1954)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillColumnBreak(JRVerticalFiller.java:1981)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillDetail(JRVerticalFiller.java:754)
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillBand[]#1
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFillBand#2
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillReportStart(JRVerticalFiller.java:288)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller.fillReport(JRVerticalFiller.java:151)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRBaseFiller.fill(JRBaseFiller.java:939)
        at net.sf.jasperreports.engine.fill.JRFiller.fill(JRFiller.java:152)
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.util.LocalJasperReportsContext#1
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.fill.JRVerticalFiller#1
        at net.sf.jasperreports.engine.JasperFillManager.fill(JasperFillManager.java:464)
        at net.sf.jasperreports.engine.JasperFillManager.fill(JasperFillManager.java:300)
           Local Variable: java.io.File#135
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.JasperFillManager#1
           Local Variable: net.sf.jasperreports.engine.JasperReport#1
        at net.sf.jasperreports.engine.JasperFillManager.fillReport(JasperFillManager.java:757)
        at com.pingan.icore.print.asyntask.jasper.AysnJasPdfConvertorThread.fill(AysnJasPdfConvertorThread.java:110)
           Local Variable: java.lang.String#57815
           Local Variable: java.lang.String#55498
           Local Variable: java.util.HashMap#1682
           Local Variable: java.lang.String#57807
           Local Variable: java.lang.String#57809
        at com.pingan.icore.print.asyntask.jasper.AysnJasPdfConvertorThread.run(AysnJasPdfConvertorThread.java:223)
           Local Variable: java.io.File#139
           Local Variable: java.io.File#138
           Local Variable: java.io.File#137
           Local Variable: java.io.File#136
           Local Variable: com.pingan.icore.print.asyntask.jasper.AysnJasPdfConvertorThread#1
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:722)

内存:   
发现这个net.sf.jasperreports.engine.fill.JRTemplatePrintText类的实例特别多，实例占了33.2%，大小占了58.1%