性能分析 | Java服务器内存过高&CPU过高问题排查

2021-07-14 00:08:44

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

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

6、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

7、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>

8、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

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