Java進階必備：利用 JVM 命令（jstack、jmap）排查 CPU 100%、內(nèi)存泄露問題

昵稱10087950 2022-06-16 發(fā)布于江蘇

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作者：青石路
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1開心一刻

明明是個小 bug，但就是死活修不好，我特么心態(tài)崩了......

2前言

后文會從 Windows、Linux 兩個系統(tǒng)來做示例展示，有人會有疑問了：為什么要說 Windows 版的？目前市面上還是有很多 Windows 服務器的，應用于傳統(tǒng)行業(yè)、政府結構、醫(yī)療行業(yè) 等等；兩個系統(tǒng)下的情況都演示下，有備無患

后文中用到了兩個工具：Processor Explorer、MAT，它們是什么，有什么用，怎么用，本文不做介紹，不知道的小伙伴最好先去做下功課。

3cpu 100%

下面的示例中， cpu 的占有率沒到 100%，只是比較高，但是排查方式是一樣的，希望大家不要鉆牛角尖。

Windows

1、找到 cpu 占有率最高的 java 進程號

PID：20260

2、根據(jù)進程號找到 cpu 占有率最高的線程號

雙擊剛剛找到的 java 進程：

線程號：15900 ，轉成十六進制：3e1c

3、利用 `jstack` 生成虛擬機中所有線程的快照

命令：jstack -l {pid} > {path}

文件路徑：D:\20260.stack

4、線程快照分析

我們先瀏覽下快照內(nèi)容：

內(nèi)容還算比較簡潔，線程快照格式都是統(tǒng)一的，我們以一個線程快照簡單說明下：

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000002792800 nid=0x3e1c runnable [0x00000000025cf000]

我們前面找到占 cpu 最高的線程號：15900 ，十六進制：3e1c ，用 3e1c 去快照文件里面搜一下：

自此，找到問題。

Linux

排查方式與 Windows 版一樣，只是命令有些區(qū)別。

歡迎關注公眾號"Java學習之道"，查看更多干貨！

1、找到 cpu 占有率最高的 java 進程號

使用命令：top -c 顯示運行中的進程列表信息， shift + p 使列表按 cpu 使用率排序顯示：

PID = 2227 的進程，cpu 使用率最高。

2、根據(jù)進程號找到 cpu 占有率最高的線程號

使用命令：top -Hp {pid} ，同樣 shift + p 可按 cpu 使用率對線程列表進行排序：

PID = 2228 的線程消耗 cpu 最高，十進制的 2228 轉成十六進制 8b4

3、利用 `jstack` 生成虛擬機中所有線程的快照

4、線程快照分析

分析方式與 Windows 版一致，我們可以把 2227.stack 下載到本地進行分析，也可直接在 Linux 上分析。

在 Linux 上分析，命令：cat 2227.stack |grep '8b4' -C 5

至此定位到問題。

不管是在 Windows 下，還是在 Linux 下，排查套路都是一樣的：

4內(nèi)存泄露

同樣的，Windows、Linux 各展示一個示例。歡迎關注公眾號"Java學習之道"，查看更多干貨！

Windows

1、找到內(nèi)存占有率最高的進程號 `PID`

第一眼看上去， idea 內(nèi)存占有率最高，因為我是以 idea 啟動的 java 進程；idea 進程我們無需關注，我們找到內(nèi)存占有率最高的 java 的 PID：10824

2、利用 `jmap` 生成堆轉儲快照

命令：jmap -dump:format=b,file={path} {pid}

dump 文件路徑：D:\heapdump_108244.hprof

3、利用 `MAT` 分析 dump 文件

MAT：Memory Analyzer Tool，是針對 java 的內(nèi)存分析工具；下載地址：

選擇對應的版本，下載后直接解壓；默認情況下，mat 最大內(nèi)存是 1024m ，而我們的 dump 文件往往大于 1024m，所以我們需要調(diào)整，在 mat 的 home 目錄下找到 MemoryAnalyzer.ini ，將 Xmx1024m 修改成大于 dump 大小的空間，我把它改成了 Xmx4096m

接著我們就可以將 dump 文件導入 mat 中，開始 dump 文件的解析：

解析是個比較漫長的過程，我們需要耐心等待：

解析完成后，我們可以看到如下概況界面：

各個窗口的各個細節(jié)就不做詳細介紹了，有興趣的可自行去查閱資料；我們來看看幾個圖：餅狀圖、直方圖、支配樹、可疑的內(nèi)存泄露報告。

餅狀圖：

可以看出， com.lee.schedule.Schedule 對象持有 1G 內(nèi)存，肯定有問題。

直方圖：

我們看下 Person 定義：

@Setter
@Getter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Person {
    private String name;
    private Integer age;
}

可想而知，上圖標記的幾項都與 Person 有關。

支配樹：

這就非常直觀了，Schedule 中的 ArrayList 占了 99.04% 的大小

可疑的內(nèi)存泄露報告：

通過這些數(shù)據(jù)，相信大家也能找到問題所在了。

Linux

排查方式與 Windows 一樣，只是有稍許的命令區(qū)別

1、找到內(nèi)存占有率最高的進程號

使用命令：top -c 顯示運行中的進程列表信息， shift + m 按內(nèi)存使用率進行排序

進程號：2527

2、利用 `jmap` 生成堆轉儲快照

命令：jmap -dump:format=b,file={path} {pid}

堆轉儲快照文件路徑：/opt/heapdump_2527.hprof

3、利用 `MAT` 分析堆轉儲快照

將 heapdump_2448.phrof 下載到本地，利用 MAT 進行分析；分析過程與 Windows 版完全一致

自此，定位到問題。

Windows 下與 Linux 下，排查流程是一樣的

5總結

JVM 常用命令

jps：列出正在運行的虛擬機進程
jstat：監(jiān)視虛擬機各種運行狀態(tài)信息，可以顯示虛擬機進程中的類裝載、內(nèi)存、垃圾收集、JIT編譯等運行數(shù)據(jù)
jinfo：實時查看和調(diào)整虛擬機各項參數(shù)
jmap：生成堆轉儲快照，也可以查詢 finalize 執(zhí)行隊列、Java 堆和永久代的詳細信息
jstack：生成虛擬機當前時刻的線程快照
jhat：虛擬機堆轉儲快照分析工具：與 jmap 搭配使用，分析 jmap 生成的堆轉儲快照，與 MAT 的作用類似