Java线上应用故障排查之一：高CPU占用（方法论简介）

r囧r小猫 2021-06-10 20:37 533阅读 0赞

近期java应用，CPU使用率一直很高，经常达到100%，通过以下步骤完美解决，分享一下。

方法一：

转载：http://www.linuxhot.com/java-cpu-used-high.html

**1.jps 获取Java进程的PID。**

**2.jstack pid >> java.txt 导出CPU占用高进程的线程栈。**

**3.top -H -p PID 查看对应进程的哪个线程占用CPU过高。**

**4.echo “obase=16; PID” | bc 将线程的PID转换为16进制,大写转换为小写。（printf "%x \\n" <tid>）**

**5.在第二步导出的Java.txt中查找转换成为16进制的线程PID。找到对应的线程栈。**

**6.分析负载高的线程栈都是什么业务操作。优化程序并处理问题。**

方法二：

**1.使用top 定位到占用CPU高的进程PID**

**top -c**

**通过ps aux | grep PID命令**

**2.获取该进程的线程信息，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.查看堆内存使用情况、gc情况：时间和次数**

**jstat -gcutil pid 2000 10 pid是进程id，2000是每2s打印输出一次，一共输出10次，也就是20秒的gc检测**

**或jstat -gccause pid 2000 每间隔2s查询进程pid = 41843 的gc情况；gccause表示输出-gcutil提供的信息以及最后一次执行GC的发生原因和当前所执行的GC的发生原因**

**5.打印线程的堆栈及GC信息**

**jstack pid |grep tid -A 30  查看占用cpu的线程堆栈情况**

**如果占用 cpu过高的是gc线程则可以jstack pid >> jstack.out，根据堆栈文件jstack.out找出带有项目目录并且线程状态是RUNABLE的相关信息，定位相关代码**

一个应用占用CPU很高，除了确实是计算密集型应用之外，通常原因都是出现了死循环。

（友情提示：本博文章欢迎转载，但请注明出处：hankchen，[**http://www.blogjava.net/hankchen**][http_www.blogjava.net_hankchen]**）**

以我们最近出现的一个实际故障为例，介绍怎么定位和解决这类问题。

[![clip\_image002][clip_image002]][clip_image002_clip_image002]

根据top命令，发现PID为28555的[Java][]进程占用CPU高达200%，出现故障。

通过ps aux | grep PID命令，可以进一步确定是tomcat进程出现了问题。但是，怎么定位到具体线程或者代码呢？

**首先显示线程列表:**

ps -mp pid -o THREAD,tid,time

[![1][]][1 1]

找到了耗时最高的线程28802，占用CPU时间快两个小时了！

**其次将需要的线程ID转换为16进制格式：**

printf "%x\\n" tid

[![2][]][2 1]

**最后打印线程的堆栈信息：**

jstack pid |grep tid -A 30

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3o2OTE4Mzc4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

找到出现问题的代码了！

现在来分析下具体的代码：ShortSocketIO.readBytes(ShortSocketIO.java:106)

ShortSocketIO是应用封装的一个用短连接Socket通信的工具类。readBytes函数的代码如下：

public byte\[\] readBytes(int length) throws IOException \{

if ((this.socket == null) || (!this.socket.isConnected())) \{

throw new IOException("++++ attempting to read from closed socket");

byte\[\] result = null;

ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();

if (this.recIndex >= length) \{

bos.write(this.recBuf, 0, length);

byte\[\] newBuf = new byte\[this.recBufSize\];

if (this.recIndex > length) \{

System.arraycopy(this.recBuf, length, newBuf, 0, this.recIndex - length);

this.recBuf = newBuf;

this.recIndex -= length;

\} else \{

int totalread = length;

if (this.recIndex > 0) \{

totalread -= this.recIndex;

bos.write(this.recBuf, 0, this.recIndex);

this.recBuf = new byte\[this.recBufSize\];

this.recIndex = 0;

int readCount = 0;

while (totalread > 0) \{

if ((readCount = this.in.read(this.recBuf)) > 0) \{

if (totalread > readCount) \{

bos.write(this.recBuf, 0, readCount);

this.recBuf = new byte\[this.recBufSize\];

this.recIndex = 0;

\} else \{

bos.write(this.recBuf, 0, totalread);

byte\[\] newBuf = new byte\[this.recBufSize\];

System.arraycopy(this.recBuf, totalread, newBuf, 0, readCount - totalread);

this.recBuf = newBuf;

this.recIndex = (readCount - totalread);

totalread -= readCount;

问题就出在标红的代码部分。如果this.in.read()返回的数据小于等于0时，循环就一直进行下去了。而这种情况在网络拥塞的时候是可能发生的。

至于具体怎么修改就看业务逻辑应该怎么对待这种特殊情况了。

**最后，总结下排查CPU故障的方法和技巧有哪些：**

1、top命令：[Linux][]命令。可以查看实时的CPU使用情况。也可以查看最近一段时间的CPU使用情况。

2、PS命令：[linux][Linux]命令。强大的进程状态监控命令。可以查看进程以及进程中线程的当前CPU使用情况。属于当前状态的采样数据。

3、jstack：Java提供的命令。可以查看某个进程的当前线程栈运行情况。根据这个命令的输出可以定位某个进程的所有线程的当前运行状态、运行代码，以及是否死锁等等。

**4、pstack：Linux命令。可以查看某个进程的当前线程栈运行情况。**

（转自：hankchen，[**http://www.blogjava.net/hankchen**][http_www.blogjava.net_hankchen]**）**

**https://www.jianshu.com/p/6d573e42310a**

**https://www.jianshu.com/p/3667157d63bb**

[http_www.blogjava.net_hankchen]: http://www.blogjava.net/hankchen
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[Java]: http://lib.csdn.net/base/java
[1]: /images/20210527/bd354a234e0741fd9d39ba9a235b1370.png
[1 1]: http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/hankchen/WindowsLiveWriter/CPU_121DA/1.png
[2]: /images/20210527/5fa98757847842ed822556e8a5725c68.png
[2 1]: http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/hankchen/WindowsLiveWriter/CPU_121DA/2.png
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[Linux]: http://lib.csdn.net/base/linux