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Java程式導致伺服器CPU佔用率過高的問題

阿新 • • 發佈：2019-02-10

1、故障現象

客服同事反饋平臺系統執行緩慢，網頁卡頓嚴重，多次重啟系統後問題依然存在，使用top命令檢視伺服器情況，發現CPU佔用率過高。

2、CPU佔用過高問題定位

2.1、定位問題程序

使用top命令檢視資源佔用情況，發現pid為14063的程序佔用了大量的CPU資源，CPU佔用率高達776.1%，記憶體佔用率也達到了29.8%


[[email protected] ~]$ top
top - 14:51:10 up 233 days, 11:40,  7 users,  load average: 6.85, 5.62, 3.97
Tasks: 192 total,   2 running, 190 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s): 97.3 us,  0.3 sy,  0.0 ni,  2.5 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem : 16268652 total,  5114392 free,  6907028 used,  4247232 buff/cache
KiB Swap:  4063228 total,  3989708 free,    73520 used.  8751512 avail Mem 
  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                                                               

14063 ylp       20   0 9260488 4.627g  11976 S 776.1 29.8 117:41.66 java

2.2、定位問題執行緒

使用ps -mp pid -o THREAD,tid,time命令檢視該程序的執行緒情況，發現該程序的多個執行緒佔用率很高


[[email protected] ~]$ ps -mp 14063 -o THREAD,tid,time
USER     %CPU PRI SCNT WCHAN  USER SYSTEM   TID     TIME
ylp       361   -    - -         -      -     - 02:05:58
ylp       0.0  19    - futex_    -      - 14063 00:00:00
ylp       0.0  19    - poll_s    -      - 14064 00:00:00
ylp      44.5  19    - -         -      - 14065 00:15:30
ylp      44.5  19    - -         -      - 14066 00:15:30
ylp      44.4  19    - -         -      - 14067 00:15:29
ylp      44.5  19    - -         -      - 14068 00:15:30
ylp      44.5  19    - -         -      - 14069 00:15:30
ylp      44.5  19    - -         -      - 14070 00:15:30
ylp      44.5  19    - -         -      - 14071 00:15:30
ylp      44.6  19    - -         -      - 14072 00:15:32
ylp       2.2  19    - futex_    -      - 14073 00:00:46
ylp       0.0  19    - futex_    -      - 14074 00:00:00
ylp       0.0  19    - futex_    -      - 14075 00:00:00
ylp       0.0  19    - futex_    -      - 14076 00:00:00
ylp       0.7  19    - futex_    -      - 14077 00:00:15

從輸出資訊可以看出，14065~14072之間的執行緒CPU佔用率都很高

2.3、檢視問題執行緒堆疊

挑選TID為14065的執行緒，檢視該執行緒的堆疊情況，先將執行緒id轉為16進位制，使用printf "%x\n" tid命令進行轉換


[[email protected] ~]$ printf "%x\n" 14065
36f1

再使用jstack命令列印執行緒堆疊資訊，命令格式：jstack pid |grep tid -A 30


[[email protected] ~]$ jstack 14063 |grep 36f1 -A 30
"GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa35001e800 nid=0x36f1 runnable 
"GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa350020800 nid=0x36f2 runnable 
"GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa350022800 nid=0x36f3 runnable 
"GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa350024000 nid=0x36f4 runnable 
"GC task thread#4 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa350026000 nid=0x36f5 runnable 
"GC task thread#5 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa350028000 nid=0x36f6 runnable 
"GC task thread#6 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa350029800 nid=0x36f7 runnable 
"GC task thread#7 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x00007fa35002b800 nid=0x36f8 runnable 
"VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0x00007fa3500a8800 nid=0x3700 waiting on condition 

JNI global references: 392

從輸出資訊可以看出，此執行緒是JVM的gc執行緒。此時可以基本確定是記憶體不足或記憶體洩露導致gc執行緒持續執行，導致CPU佔用過高。
所以接下來我們要找的記憶體方面的問題

3、記憶體問題定位

3.1、使用jstat -gcutil命令檢視程序的記憶體情況


[[email protected] ~]$ jstat -gcutil 14063 2000 10

  S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   218 1484.830 1506.747
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   218 1484.830 1506.747
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   219 1496.567 1518.484
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   219 1496.567 1518.484
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   219 1496.567 1518.484
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   219 1496.567 1518.484
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   219 1496.567 1518.484
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   220 1505.439 1527.355
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   220 1505.439 1527.355
  0.00   0.00 100.00  99.99  26.31     42   21.917   220 1505.439 1527.355

從輸出資訊可以看出，Eden區記憶體佔用100%，Old區記憶體佔用99.99%，Full GC的次數高達220次，並且頻繁Full GC，Full GC的持續時間也特別長，平均每次Full GC耗時6.8秒（1505.439/220）。根據這些資訊，基本可以確定是程式程式碼上出現了問題，可能存在不合理建立物件的地方

3.2、分析堆疊

使用jstack命令檢視程序的堆疊情況


[[email protected] ~]$ jstack 14063 >>jstack.out

把jstack.out檔案從伺服器拿到本地後，用編輯器查詢帶有專案目錄並且執行緒狀態是RUNABLE的相關資訊，從圖中可以看出ActivityUtil.java類的447行正在使用HashMap.put()方法

Paste_Image.png

3.3、程式碼定位

開啟專案工程，找到ActivityUtil類的477行，程式碼如下：

Paste_Image.png

找到相關同事瞭解後，這段程式碼會從資料庫中獲取配置，並根據資料庫中remain的值進行迴圈，在迴圈中會一直對HashMap進行put操作。

查詢資料庫中的配置，發現remain的數量巨大

Paste_Image.png

至此，問題定位完畢。

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