Java故障定位—高CPU占用

蔚落 2023-02-13 14:35 24阅读 0赞

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。

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。

通过以下命令，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？

$ ps -aux | grep PID

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 60

[![3][]][3 1]

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。

[CPU]: https://www.baidu.com/s?wd=CPU&tn=24004469_oem_dg&rsv_dl=gh_pl_sl_csd
[clip_image002]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3d3dy5ibG9namF2YS5uZXQvaW1hZ2VzL2Jsb2dqYXZhX25ldC9oYW5rY2hlbi9XaW5kb3dzTGl2ZVdyaXRlci9DUFVfMTIxREEvY2xpcF9pbWFnZTAwMl90aHVtYi5qcGc?x-oss-process=image/format,png
[clip_image002_clip_image002]: http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/hankchen/WindowsLiveWriter/CPU_121DA/clip_image002_2.jpg
[1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3d3dy5ibG9namF2YS5uZXQvaW1hZ2VzL2Jsb2dqYXZhX25ldC9oYW5rY2hlbi9XaW5kb3dzTGl2ZVdyaXRlci9DUFVfMTIxREEvMV90aHVtYi5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[1 1]: http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/hankchen/WindowsLiveWriter/CPU_121DA/1.png
[2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3d3dy5ibG9namF2YS5uZXQvaW1hZ2VzL2Jsb2dqYXZhX25ldC9oYW5rY2hlbi9XaW5kb3dzTGl2ZVdyaXRlci9DUFVfMTIxREEvMl90aHVtYi5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[2 1]: http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/hankchen/WindowsLiveWriter/CPU_121DA/2.png
[3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cDovL3d3dy5ibG9namF2YS5uZXQvaW1hZ2VzL2Jsb2dqYXZhX25ldC9oYW5rY2hlbi9XaW5kb3dzTGl2ZVdyaXRlci9DUFVfMTIxREEvM190aHVtYi5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[3 1]: http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/hankchen/WindowsLiveWriter/CPU_121DA/3.png