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

top

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。

jstack -l 29706 > ./jstack_result.txt

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<byte[]> dataQueue = new LinkedBlockingQueue<byte[]>(100000);//消费线程
@Override
public void run() {//long start = System.currentTimeMillis();while (isRunning) {//分析这里从LinkedBlockingQueueif (dataQueue.isEmpty()) {continue;}byte[] buffer = device.getMinicap().dataQueue.poll();int len = buffer.length;
}

初看这段代码好像每什么问题，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InterruptedException
E take() throws InterruptedException;//取出队列中的头部元素，如果队列为空返回null
E 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。

参考：
https://blog.csdn.net/qq_21127151/article/details/105554734
https://www.cnblogs.com/fengweiweicoder/p/10992043.html

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