JVM内存与CPU占用过高问题定位及解决
作者：techzhi
文章介绍了一种通过排查思路定位Java程序中CPU和内存占用过高的问题的方法,通过运行一个模拟无限添加byte[]的代码,使用top命令查看进程占用情况,然后通过查看线程列表和输出堆栈信息,最终定位到具体的代码方法
前言
如果开发过程中代码存在不规范漏洞，Java程序在运行时就很有可能会出现：内存（溢出、泄漏）、CPU占用过高。
本篇文章将通过一个简单的例子给大家演示一下，如果线上出现以上问题我们可以如何精准定位到代码上的问题。
排查思路：进程->线程->代码->类->方法
一、示例代码
模拟一个线程往一个集合List<byte[]> list中无限循环添加byte[]，这样就可以有效的观察到java进程运行时会出现CPU、内存占用过高的场景。然后给当前运行的线程自定一个线程名称，便于后续问题排查。
package com.nb.java;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@SpringBootApplication
public class JavaBasisApplication {
public static void main(String[] args) {
// 定义一个list
List<byte[]> list = new ArrayList<>();
// 创建一个线程，并且自定义这个线程的名称：模拟Java运行时CPU、内存占用过高的线程
new Thread(() -> {
while (true){
System.out.println("===每次添加一个byte[10]字节数组===");
list.add(new byte[10]);
}
},"模拟Java运行时CPU、内存占用过高的线程").start();
}
}
二、运行代码
1、将上面的类基于SpringBoot打包成一个jar包，随便放到一个服务器运行。
执行以下命令：
nohup java -jar java.jar > test.log 2>&1 &
2、查询当前运行的java程序进程PID：882245
jps -l
三、top命令
- CPU=262.4%
- MEM=5.3%
通过top命令可以发现882245这个进程（也就是我们运行的这个java程序）占用的CPU和内存相对来说都是比较高的。
四、问题定位
1、查看java进程所有的线程列表
top -p 882245 -H
从这个图可以看出我们运行的java程序里出现了882292线程占用CPU、内存过高。到这里我们就成功了一半。至少看到了是那个线程出现的问题。
2、输出线程882292十六进制
printf "%x\n" 882292
d7674（882292的十六进制的值，用于后面查看线程堆栈中的关键字检索）
五、输出java堆栈信息
注意：这里的882245是进程ID，不是线程ID。
jstack 882245 > pid_882245_dump.txt
在当前目录会生成一个pid_882245_dump.txt 文件。
六、pid_882245_dump.txt
cat pid_882245_dump.txt | grep d7674 -B 30
这里的（d7674）就是第四部生成的。
root@yiliao:~# cat pid_882245_dump.txt | grep d7674 -A 30 "模拟Java运行时CPU、内存占用过高的线程" #31 prio=5 os_prio=0 cpu=1117037.88ms elapsed=1168.34s tid=0x00007efd81e31000 nid=0xd7674 runnable [0x00007efd1c327000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.io.FileOutputStream.writeBytes(java.base@11.0.19/Native Method) at java.io.FileOutputStream.write(java.base@11.0.19/FileOutputStream.java:354) at java.io.BufferedOutputStream.flushBuffer(java.base@11.0.19/BufferedOutputStream.java:81) at java.io.BufferedOutputStream.flush(java.base@11.0.19/BufferedOutputStream.java:142) - locked <0x0000000413bcfa60> (a java.io.BufferedOutputStream) at java.io.PrintStream.write(java.base@11.0.19/PrintStream.java:561) - locked <0x00000004119f6828> (a java.io.PrintStream) at sun.nio.cs.StreamEncoder.writeBytes(java.base@11.0.19/StreamEncoder.java:233) at sun.nio.cs.StreamEncoder.implFlushBuffer(java.base@11.0.19/StreamEncoder.java:312) at sun.nio.cs.StreamEncoder.flushBuffer(java.base@11.0.19/StreamEncoder.java:104) - locked <0x00000004119f67e0> (a java.io.OutputStreamWriter) at java.io.OutputStreamWriter.flushBuffer(java.base@11.0.19/OutputStreamWriter.java:181) at java.io.PrintStream.write(java.base@11.0.19/PrintStream.java:606) - eliminated <0x00000004119f6828> (a java.io.PrintStream) at java.io.PrintStream.print(java.base@11.0.19/PrintStream.java:745) at java.io.PrintStream.println(java.base@11.0.19/PrintStream.java:882) - locked <0x00000004119f6828> (a java.io.PrintStream) at com.nb.java.JavaBasisApplication.lambda$main$0(JavaBasisApplication.java:30) at com.nb.java.JavaBasisApplication$$Lambda$634/0x00000008403d2c40.run(Unknown Source) at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.19/Thread.java:829) "DestroyJavaVM" #32 prio=5 os_prio=0 cpu=2896.41ms elapsed=1168.34s tid=0x00007efd80015000 nid=0xd7646 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "Attach Listener" #33 daemon prio=9 os_prio=0 cpu=1.12ms elapsed=18.83s tid=0x00007efd18001000 nid=0xd76d7 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "VM Thread" os_prio=0 cpu=781.96ms elapsed=1171.43s tid=0x00007efd802a6000 nid=0xd764c runnable
从图上下面的剪头指向就很写清楚定位到：com.nb.java.JavaBasisApplication#main方法有问题。这样就定位到我们的具体代码。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。