Java项目服务器CPU飙升问题排查

本文主要是介绍Java项目服务器CPU飙升问题排查，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一.前言

二.程序日志定位

三.Mysql事务定位

四.程序代码定位

五.微服务注册异常定位

六.异常进程定位

6.1.进程的线程信息分析

6.2.进程的堆内存分析

七.总结

八.JVM分析工具推荐

一.前言

系统出现反应慢,打不开,登录不上等问题。

二.程序日志定位

通过程序日志定位,数据库连接池出现连接超时异常,排查对象转到mysql数据库。

三.Mysql事务定位

通过对mysql事务,锁的监控,发现大量事务挤压,随即排查程序代码中对事务的控制是否不合理。

四.程序代码定位

经过全局搜索代码中对事务提交和回滚的控制,没有疏漏点,并对个别逻辑进行缩小事务控制范围的的代码优化,对一些查询量较大和频繁的表增加索引,计划择时重启服务。

程序重启后,事务并没有消失,依然有挤压,随即对程序代码进行版本回退,排除近期新上线代码可能造成的影响。

五.微服务注册异常定位

在版本回退过程中,发现注册到nacos上的四个order服务,逐步”死掉”,直至order服务不可用。

并在order所在的服务器上发现,在order服务启动后,order服务CPU占用率逐步升高,程序日志无异常,进程存活。

通过分析,推断可能服务因为CPU资源占用问题向注册中心nacos心跳请求失败,注册中心把服务下线,排除掉代码中可能存在的死循环,线程阻塞的大方向后,随即对异常进程进行分析。

六.异常进程定位

6.1.进程的线程信息分析

top命令列出当前服务器所有进程,并按cpu占用大小排序
根据第一步获取的进程号，查询进程里线程最占用cpu,使用命令：top -p 4001893 -H
把线程堆栈信息dump到本地存储，使用命令：jstack 4001893 > /home/app_oper/jstack.log
使用IBM的Thread and Monitor Dump Analyzer For Java 工具对线程堆栈信息分析,下载地址

在thread dump中，要留意下面几种状态

死锁，Deadlock（重点关注）
等待资源，Waiting on condition（重点关注）
•  等待获取监视器，Waiting on monitor entry（重点关注）
阻塞，Blocked（重点关注）
•  执行中，Runnable
•  暂停，Suspended
•  对象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
•  停止，Parked
下面有详细的例子讲这种分析，大家参考原著
http://www.cnblogs.com/zhengyun_ustc/archive/2013/01/06/dumpanalysis.html

6.2.进程的堆内存分析

可能存在内存泄漏，GC频繁执行的情况

执行jmap -dump:format=b,file=/home/app_oper/heap.bin 4001893
使用IBM的HeapAnalyzer工具对生成的heap.bin进行

通过分析,发现对机构日报表的插入脚本过大。

定位到代码中,发现存在批量插入,数据量过大且组装成了单独的sql插入语句,并处在定时任务中,执行频率为5分钟。

对定时任务临时处理后重新部署上线,观察上述三种异常(事务,nacos,CPU)均未再出现。

七.总结

近期商城订单数量激增,定时任务在处理大数据量时出现性能问题,后续将对此类场景下可能存在的问题进行全面优化,排查线上问题,多使用相关工具,比如Java 命令行工具,可视化软件(HeapAnalyzer等),第三方插件(arthas,spring boot admin等),并做好日常系统巡检工作。

其他:

内存占用程序排序前10
ps aux --sort=-%mem | awk 'NR<=11{print $4,$11,$12,$13,$14,$15}'
磁盘占用文件排序前10
find . -type f -exec du -Sh {} + | sort -rh | head -n 11

八.JVM分析工具推荐

在Java开发和维护中，分析JVM性能和排查问题是非常重要的。以下是一些常用的Java虚拟机（JVM）分析工具：

1.VisualVM：
功能：VisualVM是一个多合一的JVM监控和故障排查工具。它可以用于监控JVM的性能，分析堆转储（Heap Dump）、线程转储（Thread Dump），以及执行实时的性能分析（Profiling）。
优点：界面友好，支持插件扩展。
适用场景：适用于调试和分析中小型Java应用程序的性能。

jdk有自带的jvisualvm

2.JConsole：
功能：JConsole是JDK自带的Java监控和管理工具，可以通过JMX监控JVM的资源使用情况，如内存、线程、CPU等。
优点：轻量级，适合实时监控。
适用场景：适用于实时监控JVM的运行状态。

3.Java Mission Control (JMC)：
功能：JMC是JDK自带的高级性能分析工具，主要用于监控和分析Java应用的长时间运行情况。它包括Flight Recorder功能，可以记录JVM运行时的详细信息。
优点：适用于长时间运行的应用程序，能够深入分析性能瓶颈。
适用场景：适用于企业级Java应用的深度性能分析。

4.IBM Thread and Monitor Dump Analyzer (TMDA)：
功能：TMDA用于分析Java线程转储（Thread Dump）和监控转储（Monitor Dump），帮助诊断线程挂起、死锁和资源争用等问题。相同功能的工具包括ThreadDumpViewer、FastThread等
优点：特别适用于处理IBM JVM（如OpenJ9）的转储文件。
适用场景：适用于IBM环境下的Java应用性能调优和故障排查。

5.IBM HeapAnalyzer

IBM HeapAnalyzer 是一个专门用于分析Java堆转储文件的工具，能够帮助开发者找出内存泄漏和对象占用内存的情况。通过详细的堆结构分析，HeapAnalyzer 可以直观地展示Java对象的内存分配情况，并帮助开发人员找到潜在的内存问题。
HeapAnalyzer的主要功能：

1.内存泄漏检测：自动识别内存泄漏对象，并提供详细的引用链分析。
2.对象分配分析：分析对象在内存中的分布情况，帮助了解哪些对象消耗了大量内存。
3.可视化分析：通过图形界面，直观显示堆中对象的分布、引用关系等信息，方便定位问题。

这些工具各有侧重，可以根据具体需求选择使用，以更好地分析和优化Java应用程序的性能

6.JProfiler

JProfiler是一个强大的Java应用性能分析工具，广泛用于分析Java应用程序的内存使用、CPU性能、线程行为和数据库访问等。它通过丰富的可视化界面和详细的报告，帮助开发人员优化应用性能，找出瓶颈和问题,JProfiler的主要功能：

CPU分析：监控方法的执行时间，找出性能瓶颈。
内存分析：检测内存泄漏，分析对象分配和垃圾回收情况。
线程分析：监控线程状态，找出线程死锁或其他并发问题。
数据库分析：分析JDBC连接的性能，找出慢查询。

7.GCViewer：
功能：GCViewer是一个开源工具，用于分析和可视化JVM的垃圾回收（GC）日志，帮助开发人员了解GC行为和性能。
优点：能够直观地显示GC活动，帮助优化GC策略。
适用场景：适用于优化JVM的垃圾回收性能。

8.Eclipse Memory Analyzer (MAT)：
功能：MAT是一个强大的内存分析工具，用于分析堆转储文件，帮助开发人员发现内存泄漏和分析内存使用情况。
优点：能够处理大规模的堆转储文件，提供详细的内存分析报告。
适用场景：适用于内存泄漏排查和内存使用优化。

9.Spring Boot Admin

Spring Boot Admin 是一个用于管理和监控Spring Boot应用程序的开源工具。它提供了一个简单且易于使用的界面，能够实时监控多个Spring Boot应用程序的健康状态、性能指标、日志信息等。主要功能包括:

1.应用程序监控：
监控Spring Boot应用的健康状况，包括内存使用、线程状态、垃圾回收、系统属性等。
实时查看应用程序的日志输出，帮助快速定位和解决问题。
2.告警功能：
支持配置告警规则，当应用程序出现异常或达到预设的阈值时发送通知。
通知方式支持邮件、Slack、Webhook等。
3.应用程序注册：
应用程序可以通过Spring Boot Admin的客户端库自动注册到管理界面，也可以通过手动配置进行注册。
4.用户管理：
支持多用户访问控制，不同用户可以根据权限查看不同的信息。
提供了简单的认证机制，也可以集成第三方认证服务。

其他: