Java服务器内存过高&CPU过高问题排查

时间：2024-01-24 11:18:16

一、内存过高

1、内存过高一般有两种情况：内存溢出和内存泄漏

（1）内存溢出：程序分配的内存超出物理机的内存大小，导致无法继续分配内存，出现OOM报错

（2）内存泄漏：不再使用的对象一直占据着内存不释放，导致这块内存浪费掉，久而久之，内存泄漏的对象堆积起来，也会导致物理机的内存被耗尽，出现OOM报错

2、内存过高的检测办法：通常我们的Java服务器部署在Linux机器上面，可以通过jvm自带的命令进行一些检测

（1）查看对象的数目和占用内存大小

①参数为Java程序的进程号，将结果导出到指定目录中，

jmap -histo:live <进程号> > <导出目录+文件名>

②示例如下，可以看到程序中各个对象所占用内存的情况，根据占用字节数大小降序显示，这里只能看出哪些对象占用内存高，但是还不能具体定位到问题代码，需要进一步排查

③一些特殊的标识的含义

  • [C 表示char[]，一般与String对象相关，因为String其实就是基于char数组实现的
  • [S 表示short[]
  • [I 表示int[]
  • [B 表示byte[]
  • [II 表示int[][]
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:        585152       75635896  [C
   2:         66541       71446496  [B
   3:       1141734       36535488  java.util.HashMap$Entry
   4:        176622       26086840  <constMethodKlass>
   5:        176622       24034208  <methodKlass>
   6:         17717       19584560  <constantPoolKlass>
   7:        174454       18375128  [Ljava.util.HashMap$Entry;
   8:        571222       13709328  java.lang.String
   9:        832783       13324528  java.lang.Integer
  10:         17717       13198840  <instanceKlassKlass>
  11:         15092       11237440  <constantPoolCacheKlass>
  12:         46779       10429728  [I
  13:        191501        7660040  java.util.LinkedHashMap$Entry
  14:         12599        6567592  <methodDataKlass>
  15:        113526        6357456  java.util.HashMap
  16:        197998        6335936  java.util.Hashtable$Entry

（2）如果需要进一步定位问题代码，那么就需要把Java程序的内存镜像导出，再具体分析了，通过如下命令导出程序的内存镜像

jmap -dump:format=b,file=<导出目录+文件名> <进程号>

（3）下载Memory Analyzer工具来分析内存镜像

http://www.eclipse.org/mat/

（4）打开软件后，File-->Open Heap Dump...，打开刚才导出的镜像文件，选择Leak Suspects Report，Finish，进入分析页面

  • Histogram：列表展示出内存中的对象数目和占用内存大小
  • Dominator Tree：列表展示出程序中每个线程中的对象数目和占用内存大小
  • Top Consumers：图表展示出每个线程的对象数目和占用内存大小
  • Top Components：图表展示出内存中的对象数目和占用内存大小
  • Leak Suspects：这个是最常用的，会自动检测分析内存异常的原因

　　右键对象-->show objects by class可以查看对象的具体情况
　　　　by incomming reference：显示引用该对象/线程的其他对象
　　　　by outgoing reference：显示当前对象/线程引用的其他对象

（5）点击Leak Suspects，程序会分析出可能存在内存问题的地方，继续点击Detail可以看到具体有哪些对象和线程，接下来就要根据具体情况具体分析了

 二、CPU过高（Windows系统）

1、当程序发现CPU过高的情况时，可以使用Windows系统的Process Explorer工具来找到CPU高消耗的线程，所以需要在Windows机器上面搭建好服务器的测试环境，尽量模拟出线上CPU飙升的情况

2、模拟好环境后，通过任务管理器，在进程一栏中找到Java程序的进程号

3、下载Process Explorer工具

https://docs.microsoft.com/zh-cn/sysinternals/downloads/process-explorer

4、打开工具后，根据刚才的进程号找到进程

5、然后右键-->Properties，再选择Threads选项卡，点进CPU排序，可以找到消耗CPU最多的那个线程的十进制线程ID

三、CPU过高（Linux系统）

1、我们的Java服务器一般都是部署在Linux系统上面的，当出现CPU过高时，可以先用top命令找到CPU过高的Java进程的进程号

2、然后进一步使用进程号来查看线程的情况

top -H -p <PID>

四、分析CPU问题

1、上面我们找到了CPU过高的具体十进制线程号，使用科学计算器，将十进制的线程号转成十六进制，比如493620-->78834

2、到此已经拿到了可能出问题的进程号和线程号，接下来使用jvm内置的命令来导出Java的堆栈信息

jstack -l <进程号> > <导出目录+文件名>

3、打开导出的堆栈信息，并全文搜索刚刚拿到的十六进制的线程号，就可以找到出问题的代码具体位置了

五、常用的分析工具

1、查看Java进程中GC的情况，可以看到新生代老年代等的GC次数和GC时间等参数

jstat -gc <PID>

2、待补充

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