Java问题排查的一些思路：cpu高、fgc多

迈不过友情╰ 2023-06-27 08:53 29阅读 0赞

### 前言 ###

平时虽然碰到一些问题，但是排查起来也有些没有头绪，总结一下，理清思绪。  
![format_png][]

### jstack 、jmap 、Jstat ###

*  jstack能得到运行java程序的java stack和native stack的信息。可以轻松得知当前线程的运行情况。
 *  jmap： 得到运行java程序的内存分配的详细情况。例如实例个数，大小等 。
 *  Jstat：这是一个比较实用的一个命令，可以观察到classloader，compiler，gc相关信息。可以时时监控资源和性能 。

### java 占用CPU高，怎么得到具体的线程？ ###

第一步：找到Java进程

*  1、top 命令
 *  2、ps -ef | grep java

这两个命令随便可以都可以帮助你找到Java进程，最好用top命令

第二步：找到确定的Java 进程之后 就可以 通过命令来看看进程信息

*  1、top -Hp pid
 *  2、Ps -mp pid -o THREAD,tid,time

这其中 pid 就是进程号，可惜这没有排序，得自己一个一个看，如果非要排序，自己改写一下命令，我暂时还不熟悉，没得办法。当然这个语句不能在Mac book 上运行，这为此我还浪费了一些时间。这样就找到了具体的线程了。

### 怎么查看 为什么 CPU高呢？ ###

由于jstack.log文件记录的线程ID是16进制，需要将top命令展示的线程号转换为16进制：

printf "%x\n" 15100

15100 的16进制是3afc，然后可以通过命令来看下线程名称：

jstack 8958 | grep 3afc -A 50

8958是进程号，这样看可能还看不出来具体的代码位置，可以通过一下命令来将数据打印到文件中查看：

jstack -l  8958 >> 123.txt

可以打印整个进程信息，其中包括进程下所有线程的信息，一些线程信息供大家参考：

"pool-1617252-thread-1" prio=10 tid=0x00007f76a00e5800 nid=0x3afc runnable [0x00007f7658e61000]
       java.lang.Thread.State: RUNNABLE
            at java.util.Random.next(Random.java:139)
            at java.util.Random.nextDouble(Random.java:394)
            at java.lang.Math.random(Math.java:695)
            at com.xxx.xxx.utils.Rand.randomNoSame(Rand.java:100)
            at com.xxx.xxx.videos.GetVideoListService.getUserPullDownVirtualPageResult(GetVideoListService.java:275)
            at com.xxx.xxx.videos.GetVideoListService.getVideoList(GetVideoListService.java:94)
            at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1123.invoke(Unknown Source)

其中：

*  第一行表示线程信息，后面的代码是Java thread statck trace，应该从下往上看。
 *  nid= 0x3afc 就是\#对应系统线程id（NativeThread ID），这个线程就是我们用TOP命令查询出来的系统线程
 *  tid表示 JVM线程id：tid=0xac190c00，JVM内部线程的唯一标识（通过java.lang.Thread.getId()获取，通常用自增方式实现）。

可以看到线程的内容。

### Java 线程状态 ###

*  NEW：  
    每一个线程，在堆内存中都有一个对应的Thread对象。Thread t = new Thread();当刚刚在堆内存中创建Thread对象，还没有调用t.start()方法之前，线程就处在NEW状态。在这个状态上，线程与普通的java对象没有什么区别，就仅仅是一个堆内存中的对象。
 *  RUNNABLE：  
    该状态表示线程具备所有运行条件，在运行队列中准备操作系统的调度，或者正在运行。 这个状态的线程比较正常，但如果线程长时间停留在在这个状态就不正常了，这说明线程运行的时间很长（存在性能问题），或者是线程一直得不得执行的机会（存在线程饥饿的问题）。
 *  BLOCKED：  
    线程正在等待获取java对象的监视器(也叫内置锁)，即线程正在等待进入由synchronized保护的方法或者代码块。synchronized用来保证原子性，任意时刻最多只能由一个线程进入该临界区域，其他线程只能排队等待。
 *  WAITING：  
    处在该线程的状态，正在等待某个事件的发生，只有特定的条件满足，才能获得执行机会。而产生这个特定的事件，通常都是另一个线程。也就是说，如果不发生特定的事件，那么处在该状态的线程一直等待，不能获取执行的机会。
 *  TIMED\_WAITING：  
    J.U.C中很多与线程相关类，都提供了限时版本和不限时版本的API。TIMED\_WAITING意味着线程调用了限时版本的API，正在等待时间流逝。当等待时间过去后，线程一样可以恢复运行。如果线程进入了WAITING状态，一定要特定的事件发生才能恢复运行；而处在TIMED\_WAITING的线程，如果特定的事件发生或者是时间流逝完毕，都会恢复运行。
 *  TERMINATED：  
    线程执行完毕，执行完run方法正常返回，或者抛出了运行时异常而结束，线程都会停留在这个状态。这个时候线程只剩下Thread对象了，没有什么用了。

### 内存高 线程 ###

其实通过上述过程，也可以看到内存指标，大家可以参考这个数据，但这个指标其实是没有实质含义的，因为线程内存都是共享的，因为JVM内存模型中的Java heap 就是线程共享的。

### FGC 排查思路 ###

其实通过jstat 命令可以查看内存区的使用情况，查看年轻代、老年代的内存占比，YGC、FGC的次数，命令大概是：

jstat -gcutil 110792 250 3

其中 ：

*  gcutil 表示查看gc情况，GC统计汇总
 *  110792 表示Java进程号
 *  250 表示每过250毫秒打印一次
 *  3 表示打印次数

用网上的图来表示为：  
![format_png 1][]  
其中：

*  E：年轻代，数字表示占比
 *  O：老年代，数字表示占比
 *  FGC：次数，程序启动后到现在的次数

这个图比较恶心了一点，都是100%占有，而且FGC都是几乎1s一次。直接下载内存信息出来看下吧

jmap -F -dump:format=b,file=heapDump 1   # 1 是进程号

查看内存信息，通过mat工具来查看内存信息。看top 1的对象使用或者自己定义的对象使用情况，有时候看内存对象信息就可以找出问题，其他的特殊情况就要具体的手段了 。

### 死锁 ###

对于死锁，这种情况基本上很容易发现，因为jstack可以帮助我们检查死锁，并且在日志中打印具体的死锁线程信息。如下是一个产生死锁的一个jstack日志示例：

jstack pid

![format_png 2][]

### 参考博客 ###

[java命令–jstat 工具使用][java_jstat]  
[系统运行缓慢，CPU 100%，以及Full GC次数过多问题的排查思路][CPU 100_Full GC]

[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL0tsYXVzemhhby9waWN0dXJlL21hc3Rlci9waWN0dXJlL2phdmEvJUU5JTk3JUFFJUU5JUEyJTk4JUU2JThFJTkyJUU2JTlGJUE1LmpwZWc?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL0tsYXVzemhhby9waWN0dXJlL21hc3Rlci9waWN0dXJlL2phdmEvanN0YXRfZ2MuanBlZw?x-oss-process=image/format,png
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[java_jstat]: https://www.cnblogs.com/kongzhongqijing/articles/3625574.html
[CPU 100_Full GC]: https://juejin.im/post/5d8192e5e51d4561af16ddbd