java：線上問題排查常用手段

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一、jmap找出佔用記憶體較大的執行個體

先給個範例程式碼：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.CountDownLatch;/** * Created by 菩提樹下的楊過 on 05/09/2017. */public class OOMTest {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);        int max = 10000;        List<Person> list = new ArrayList<>(max);        for (int j = 0; j < max; j++) {            Person p = new Person();            p.setAge(100);            p.setName("菩提樹下的楊過");            list.add(p);        }        System.out.println("ready!");        latch.await();    }    public static class Person {        private String name;        private int age;        public String getName() {            return name;        }        public void setName(String name) {            this.name = name;        }        public int getAge() {            return age;        }        public void setAge(int age) {            this.age = age;        }    }}　　

List中放了1w個Person對象的執行個體，先把這段程式跑起來

javac OOMTest.java

java OOMTest

然後再開一個視窗，jps -l  找出該程式的pid

然後執行 jmap -histo:live 7320 

輸出結果，會按記憶體使用量量，從大到小依次把對象的實際個數，佔用記憶體數量(位元組數)列印出來，最後還會輸出匯總資訊

以上面的樣本來說，OOMTest$Person這個類的執行個體數為10000個，總共佔用240000位元組（註：即每個執行個體24位元組），這個程式總佔用記憶體數為725464位元組，約：0.69M。

另外還有一些[C,[B這類class name，大概意思為：

[C is a char[]
[S is a short[]
[I is a int[]
[B is a byte[]
[[I is a int[][]

[C對象往往跟String有關，String其內部使用final char[]數組來儲存資料的

constMethodKlass/ methodKlass/ constantPoolKlass/ constantPoolCacheKlass/ instanceKlassKlass/ methodDataKlass

與Classloader相關，常駐與Perm區。

 

二、找出某個java應用開啟的控制代碼數及線程數

ll /proc/{pid}/fd | wc -l 查看開啟的控制代碼數

ll /proc/{pid}task | wc -l 查看線程數

 

三、jmap 查看堆記憶體的各項配置

jmap -heap pid 可以看到類似下面的輸出：

using thread-local object allocation.Parallel GC with 4 thread(s)  //當前使用的GC方式(並行GC)Heap Configuration:  //堆記憶體配置   MinHeapFreeRatio         = 0   //對應jvm啟動參數-XX:MinHeapFreeRatio設定JVM堆最小空閑比率(java8預設0)   MaxHeapFreeRatio         = 100 //對應jvm啟動參數-XX:MaxHeapFreeRatio設定JVM堆最大空閑比率    MaxHeapSize              = 8388608 (8.0MB) //對應jvm啟動參數-XX:MaxHeapSize=設定JVM堆的最大大小(或-Xmx參數)   NewSize                  = 5242880 (5.0MB) //對應jvm啟動參數-XX:NewSize=設定JVM堆的‘新生代’的預設   MaxNewSize               = 5242880 (5.0MB) //對應jvm啟動參數-XX:MaxNewSize=設定JVM堆的‘新生代’的最大大小    OldSize                  = 3145728 (3.0MB) //對應jvm啟動參數-XX:OldSize=設定JVM堆的‘老生代’的大小    NewRatio                 = 2 //對應jvm啟動參數-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率    SurvivorRatio            = 8 //對應jvm啟動參數-XX:SurvivorRatio=設定年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值    MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)Heap Usage: //堆記憶體使用量情況 PS Young GenerationEden Space: //Eden區分布   capacity = 2621440 (2.5MB) //Eden區總容量   used     = 2328088 (2.2202377319335938MB) //Eden區已使用   free     = 293352 (0.27976226806640625MB) //Eden區剩餘容量   88.80950927734375% usedFrom Space: //其中一個Survivor區的記憶體分布   capacity = 1572864 (1.5MB)   used     = 360448 (0.34375MB)   free     = 1212416 (1.15625MB)   22.916666666666668% usedTo Space: //另一個Survivor區的記憶體分布   capacity = 1048576 (1.0MB)   used     = 0 (0.0MB)   free     = 1048576 (1.0MB)   0.0% usedPS Old Generation //當前的Old區記憶體分布    capacity = 3145728 (3.0MB)   used     = 1458968 (1.3913803100585938MB)   free     = 1686760 (1.6086196899414062MB)   46.37934366861979% used3759 interned Strings occupying 298824 bytes.

註：5-16行是堆記憶體的主要配置，這些參數都可以通過 java -XX:參數名=參數值 來調整其大小，比如：

java -XX:MinHeapFreeRatio=20 -XX:MaxHeapFreeRatio=80 -Xmx100m -XX:MetaspaceSize=50M -XX:NewRatio=3 將影響MinHeapFreeRatio、MaxHeapFreeRatio、MaxHeapSize、MetaspaceSize、NewRatio的值

注意下NewRatio，這個值指的 老年代(Old Generation): 新生代(Young Generation)的比值，上面設定成3，所以OldSize為75m，而NewSize為25m，參考:

注:這是jdk7的，jdk8中Permanent Generation被去掉了，新加入了Metaspace區，但這個區別不影響對 新生代、老生代的理解。

新生代(Young Generation）又可以細分為eden、s0、s1 三大塊。

java7與java8的記憶體變化，大致如。

SurvirorRatio這個要難算一點，按Oracle官網的解釋：https://docs.oracle.com/cd/E19159-01/819-3681/abeil/index.html ，預設值是8，即：每塊survivor： eden區的大小為1:8，換句話說 s0 = s1 = 1 / (1+1+8) = 1/10

註：雖然官網這麼解釋，但是我實際算了下，好象並不是嚴格按這個比例來算的，只能大概說是這個分配比例。(結論就是：SurvirorRatio設定越大，eden區就越大)

 

四、找出佔用CPU最高的線程

先來一段示範代碼：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;/** * Created by 菩提樹下的楊過 on 05/09/2017. */public class OOMTest {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);        int max = 100;        for (int i = 0; i < max; i++) {            Thread t = new Thread() {                public void run() {                    try {                        Thread.sleep(50);                    } catch (InterruptedException e) {                        Thread.currentThread().interrupt();                    }                }            };            t.setName("thread-" + i);            t.start();        }        Thread t = new Thread() {            public void run() {                int i = 0;                while (true) {                    i = (i++) / 10;                }            }        };        t.setName("BUSY THREAD");        t.start();        System.out.println("ready");        latch.await();    }}

這裡面有100個線程是空轉的，另外還有一個線程BUSY THREAD在狂跑CPU。

javac OOMTest.java

java OOMTest

把程式跑起來，jps -l 找出pid，然後  top -Hp pid

可以看到pid 16813這個對應的線程，把CPU快跑滿了，達到了98.5%

接下來，將16813轉換成16進位 ，即41ad ，然後

jstack pid | grep ‘41ad‘

我們就把最忙的這個線程BUSY THREAD給找出來了（註：這個技巧再次說明了，給線程取個好名字相當重要!)

tips：如果使用spring-boot的話，直接在瀏覽器裡查看/dump端點，也可以達到類似jstack的效果。

 

五、jvisualvm 查看運行情況

JDK_HOME/bin下有一個內建的jvisualvm工具，可以圖形化的查看GC情況（註：要安裝外掛程式)

java.net這個網站已經被oracle關了，所以安裝外掛程式這裡，有點小麻煩，先到https://visualvm.github.io/pluginscenters.html 這裡找到jvisualvm對應的jdk版本號碼，以jdk8為例，地址就是 https://visualvm.github.io/uc/8u131/updates.xml.gz

然後，把這個地址在Plugins裡的Settings裡改一下，然後Available Plugin這裡，就能看到可用外掛程式了，選擇GC外掛程式並安裝。

可以來一段代碼，然後用jvisualvm來看下GC情況

import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * Created by 菩提樹下的楊過 on 05/09/2017. */public class OOMTest {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        List<String> list = new ArrayList<>();        while (true) {            Thread.sleep(10);            list.add("菩提樹下的楊過" + System.currentTimeMillis());        }    }}

 

可以直觀的看到Old區，Eden區，S0，S1以及Metaspace區的記憶體變化情況。

此外，還可以看到佔用記憶體最多的類（即：本文最開始提到的）

也可以查看哪些線程最忙

 

參考文章：

Java GC系列 http://www.importnew.com/13504.html

深入理解 Java G1 垃圾收集器 http://blog.jobbole.com/109170/

java：線上問題排查常用手段