java应用cpu占用过高故障排除

首先一定要清楚：java应用造成cpu过高的主要原因

1：一般是线程一直处于可运行（Runnable）状态，通常这些线程在执行无阻塞操作、循环、正则或纯粹的计算等任务
2：另一个可能造成CPU高的原因是频繁GC，这个也是我遇到比较多的，有如下情况

2-1：堆内存不足：
如果JVM堆内存设置得太小，应用程序可能需要频繁地创建新对象，导致堆内存很快被填满，从而触发GC。

2-2：对象生命周期短：
创建了很多生命周期很短的对象，这些对象死后很快就会变成垃圾，增加了GC的压力。

2-3：内存泄漏：
代码中存在内存泄漏，即长时间持有不再使用的对象引用，导致这些对象不能被回收，随着时间的推移，内存泄漏会导致堆内存中积累大量垃圾。

2-4：大对象分配：
频繁分配大对象（如大数组或大字符串）可能导致老年代内存很快被填满，触发Full GC。

2-5：不恰当的垃圾收集器选择：
使用了不合适的垃圾收集器，或者垃圾收集器的参数设置不当，可能不适合应用程序的特定需求。

2-6：新生代与老年代比例不当：
新生代（Young Generation）与老年代（Old Generation）的比例设置不当，可能导致新生代频繁GC或者老年

2-7：代频繁Full GC。

2-8：线程数量过多：
创建了大量线程，每个线程都有自己的栈和相关资源，过多的线程可能导致频繁的GC。

2-9：静态
像ArrayList、HashMap这样的静态集合类，如果不断添加元素而不及时清理，会占用越来越多的内存，导致频繁GC。

2-10：缓存策略不当：
缓存数据没有合理设置过期策略或清理机制，导致缓存数据长期占用内存。

2-11：持久代（PermGen）空间不足：
在Java 8之前，持久代（PermGen）用于存储类的元数据，如果加载的类太多，或者有大量字符串常量，可能会导致PermGen空间不足，触发GC。

2-12：JVM参数设置不当：
如-Xmn（设置新生代大小）、-XX:SurvivorRatio（设置Eden区和Survivor区的比例）等参数设置不当，可能导致频繁GC。

要解决频繁GC的问题，可以采取以下措施：
监控和分析GC日志，使用工具如VisualVM、JConsole、MAT等。
优化代码，减少内存泄漏和不必要的对象创建。
调整JVM参数，合理设置堆内存大小和垃圾收集器。
优化数据结构和算法，减少内存消耗。
实施有效的缓存策略和资源管理。

1：使用top命令查看那个进程占用过高

在这里插入图片描述

2：查看进程中线程使用情况，使用命令 top -H -p 查看如下图：

#-H：所有线程占用资源情况。
#-p<进程号>：指定进程；
top -H -p 16387

在这里插入图片描述

3：查看进程中的线程快照，先将现场转成16进制

3-1：查看线程23696，先转16进制

[root@localhost ~]#  printf "%x\n" 23696
5c90

3-2：通过jstack 命令查看线程23696的快照（docker内部如果使用是精简的jdk可能没有jstack这个命令）

[root@localhost ~]# jstack 16387 |grep "5c90" -A 30
"System Clock" #65 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f8668545000 nid=0x5c90 runnable [0x00007f86fc9e4000]java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (parking)at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)- parking to wait for  <0x00000006cf3fa670> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)at java.util.concurrent.locks.LockSupport.parkNanos(LockSupport.java:215)at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.awaitNanos(AbstractQueuedSynchronizer.java:2078)at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1093)at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:809)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)"lettuce-eventExecutorLoop-1-8" #64 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f866808e800 nid=0x5bc5 waiting on condition [0x00007f86fd0e5000]java.lang.Thread.State: WAITING (parking)at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)- parking to wait for  <0x00000006c9594648> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:442)at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor.takeTask(SingleThreadEventExecutor.java:243)at io.netty.util.concurrent.DefaultEventExecutor.run(DefaultEventExecutor.java:64)at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor$4.run(SingleThreadEventExecutor.java:986)at io.netty.util.internal.ThreadExecutorMap$2.run(ThreadExecutorMap.java:74)at io.netty.util.concurrent.FastThreadLocalRunnable.run(FastThreadLocalRunnable.java:30)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)"lettuce-eventExecutorLoop-1-7" #63 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f865c079800 nid=0x5bb2 waiting on condition [0x00007f86fd1e6000]java.lang.Thread.State: WAITING (parking)at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)- parking to wait for  <0x00000006c9579898> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
[root@localhost ~]#