Jvm理论与实战-定位线上OOM、CPU100%、死锁等问题

绝地灬酷狼 2023-07-05 13:12 70阅读 0赞

1.  前沿  
    本文为jvm专栏文章，本专栏从jvm的内存模型、gc算法和收集器（包含gc日志分析）、jvm线上问题OOM和CPU100%定位和解决、性能调优和指令实战，本文是线上OOM和CPU100%问题定位和解决。
2.  线上问题示例-死锁代码（不常见）  
    模拟死锁的代码

@PostMapping("/deadLock")
    	public JsonResult deadLock() {
        
    		Object a = new Object();
    		Object b = new Object();
    		new Thread(() -> {
        
    			synchronized (a) {
        
    				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "锁第一个对象");
    				synchronized (b) {
        
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第二把锁");
    				}
    			}
    		}).start();
    
    		new Thread(() -> {
        
    			synchronized (b) {
        
    				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第一把锁");
    				synchronized (a) {
        
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第二把锁");
    				}
    			}
    		}).start();
    		return JsonResult.success("请求成功");
    	}

使用jvisualvm后台管理工具查看示例图 ，检查到死锁 ，如图![死锁线程图][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
打印线程dump ，命令 **jstack 12598 > 12598.txt** （12598为java进程id）中也检测出死锁：![线程dump][dump]线程死锁不会造成应用崩溃，还是可以访问，但是会浪费线程资源，线程资源是有限的

1.  线上问题示例-OOM(内存溢出)（线上较常见）

OOM原因  
**有可能是内存分配确实过小，而正常业务使用了大量内存  
某一个对象被频繁申请，却没有释放，内存不断泄漏，导致内存耗尽  
某一个资源被频繁申请，系统资源耗尽，例如：不断创建线程，不断发起网络连接**

模拟OOM代码

@PostMapping("/testOOM")
    	public JsonResult testOOM() {
        
    		List<Object> list = new ArrayList<>();
    		while (true) {
        
    			list.add(new Object());
    		}
    	}

首先设置jvm参数，让内存空间较小，容易引起内存溢出  
**-Xms80M -Xmx80M  
\-XX:+PrintGCDetails  
\-XX:+PrintHeapAtGC  
\-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError**  
![jvm参数设置][jvm]  
结果真的溢出了，发起请求，fullGC失败，内存溢出 ，控制台打印如图:![内存溢出 ，fullGC失败][_fullGC]  
解决方案:  
查看gc的统计情况:  
**jstat -gcutil \[pid\] 1000**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]\#查看堆分配情况，然后合理分配内存空间  
**jmap -heap \[pid\]**  
\#分析哪个最占资源,幸运的话可以追踪到自己写的哪行代码哪个对象没有被回收  
**jmap -histo:live \[pid\]**

1.  线上问题示例-cpu100%问题（较常见）  
    原因:  
    1 程序中有死循环存在,空耗cpu资源，让cpu负载一直处于高位  
    2 请求一直访问不了，java的垃圾回收把CPU的资源耗尽了,所有线程被gc线程打满,进程处于假死状态,应用线程一直工作不了,这时查看看gc一直处理高频回收的原因,是否有回收不了的对象,看是否有oom的情况。

解决方案:  
查看cpu占用情况:  
top命令查看进程,如图查看示例 ，进程15634（死循环的main进程）的cpu在100%左右  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
top -H -p \[pid\] 查看某个进程的线程tid（十进制）  
使用printf “%x\\n” tid 命令 转换为十六进制  
使用 jstack \[pid\] > \[pid\].txt 查看线程dump ,定位查询上述tid占用请求状况

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200215131720676.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[dump]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200215133355321.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[jvm]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200215140949600.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[_fullGC]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200215141733751.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200215145506860.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200215152004557.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3MjIwNDE5,size_16,color_FFFFFF,t_70