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背景

最近负责的一个项目上线，运行一段时间后发现对应的进程竟然占用了700%的CPU，导致公司的物理服务器都不堪重负，频繁宕机。

那么,针对这类java进程CPU飙升的问题，我们一般要怎么去定位解决呢？

单个java进程占用700%的CPU

达升笑2021-01-25 09:42:25

背景

最近负责的一个项目上线，运行一段时间后发现对应的进程竟然占用了700%的CPU，导致公司的物理服务器都不堪重负，频繁宕机。

那么,针对这类java进程CPU飙升的问题，我们一般要怎么去定位解决呢？

一、采用top命令定位进程

登录服务器，执行top命令，查看CPU占用情况，找到进程的pid

top1

很容易发现，PID为29706的java进程的CPU飙升到700%多，且一直降不下来，很显然出现了问题。

二、使用top -Hp命令定位线程

使用 top -Hp <pid> 命令（为Java进程的id号）查看该Java进程内所有线程的资源占用情况（按shft+p按照cpu占用进行排序，按shift+m按照内存占用进行排序）

此处按照cpu排序：

top -Hp 23602

很容易发现，多个线程的CPU占用达到了90%多。我们挑选线程号为30309的线程继续分析。

三、使用jstack命令定位代码

1.线程号转换为16进制

printf “%x\n” 命令（tid指线程的id号）将以上10进制的线程号转换为16进制：

printf "%x\n"  30309

转换后的结果分别为7665，由于导出的线程快照中线程的nid是16进制的，而16进制以0x开头，所以对应的16进制的线程号nid为0x7665

2.采用jstack命令导出线程快照

通过使用dk自带命令jstack获取该java进程的线程快照并输入到文件中： jstack -l > ./jstack_result.txt 命令（为Java进程的id号）来获取线程快照结果并输入到指定文件。

3.根据线程号定位具体代码

在jstack_result.txt 文件中根据线程好nid搜索对应的线程描述

cat jstack_result.txt |grep -A 100  7665

根据搜索结果，判断应该是ImageConverter.run()方法中的代码出现问题

PS

这里也可以直接采用jstack <pid> |grep -A 200 <nid>来定位具体代码

$jstack 44529 |grep -A 200 ae24"System Clock" #28 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007efc19e8e800 nid=0xae24 waiting on condition [0x00007efbe0d91000]   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)    at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)    at java.util.concurrentC.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)    at com.*.order.Controller.OrderController.detail(OrderController.java:37)  //业务代码阻塞点

四、分析代码解决问题

下面是ImageConverter.run()方法中的部分核心代码。

逻辑说明： 在while循环中，不断读取堵塞队列dataQueue中的数据，如果数据为空，则执行continue进行下一次循环。如果不为空，则通过poll()方法读取数据，做相关逻辑处理。

//存储minicap的socket连接返回的数据   (改用消息队列存储读到的流数据) ，设置阻塞队列长度，防止出现内存溢出//全局变量private BlockingQueue
   
     dataQueue = new LinkedBlockingQueue
    
     (100000);//消费线程@Overridepublic void run() {    //long start = System.currentTimeMillis();    while (isRunning) {        //分析这里从LinkedBlockingQueue        if (dataQueue.isEmpty()) {            continue;        }        byte[] buffer = device.getMinicap().dataQueue.poll();       int len = buffer.length;}
    
   

初看这段代码好像没什么问题，但是如果dataQueue对象长期为空的话，这里就会一直空循环，导致CPU飙升。

那么如果解决呢？ 分析LinkedBlockingQueue阻塞队列的API发现：

//取出队列中的头部元素，如果队列为空则调用此方法的线程被阻塞等待，直到有元素能被取出，如果等待过程被中断则抛出InterruptedExceptionE take() throws InterruptedException;//取出队列中的头部元素，如果队列为空返回nullE poll();

这两种取值的API，显然take方法更时候这里的场景。

代码修改为：

while (isRunning) {   /* if (device.getMinicap().dataQueue.isEmpty()) {        continue;    }*/    byte[] buffer = new byte[0];    try {        buffer = device.getMinicap().dataQueue.take();    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }……}

重启项目后，测试发现项目运行稳定，对应项目进程的CPU消耗占比不到10%。

CPU飙升的常见原因：

1.空循环，本文中的问题其实就这个原因导致的。

2.在循环的代码逻辑中，创建大量的新对象导致频繁GC 3.在循环的代码逻辑中进行大量无意义的计算。 简单来说，遇见CPU飙升的问题，就要仔细检查相关线程代码中的循环逻辑，比如for，while等。

总结

CPU飙升问题定位的一般步骤是：

1.首先通过top指令查看当前占用CPU较高的进程PID； 2.查看当前进程消耗资源的线程PID： top -Hp PID 3.通过print命令将线程PID转为16进制，根据该16进制值去打印的堆栈日志内查询，查看该线程所驻留的方法位置。 4.通过jstack命令，查看栈信息，定位到线程对应的具体代码。 5.分析代码解决问题。