java:线上问题排查常用手段
一、jmap找出占用内存较大的实例
先给个示例代码:
import java.util.list;
import java.util.concurrent.countdownlatch;
/**
* @classname oomtest
* @description todo
* @date 2019/11/14 9:48 am
* @author by lixin
*/
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("彭阿三");
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个person对象的实例,先把这段程序跑起来
javac oomtest.java
java oomtest
然后再开一个窗口,jps -l 找出该程序的pid
然后执行 jmap -histo:live 7320 (注:如果输出内容太多,只想看排名前10的,可以加 | head -10)
输出结果,会按内存使用量,从大到小依次把对象的实际个数,占用内存数量(字节数)打印出来,最后还会输出汇总信息
以上面的示例来说,oomtest$person这个类的实例数为10000个,总共占用240000字节(注:即每个实例24字节),这个程序总占用内存数为725464字节,约:0.69m。
另外还有一些[c,[b这类class name,大概意思为:
[c is a char[]
[s is a short[]
[i is a int[]
[b is a byte[]
[[i is a int[][]
[c对象往往跟string有关,string其内部使用final char[]数组来保存数据的
constmethodklass/ methodklass/ constantpoolklass/ constantpoolcacheklass/ instanceklassklass/ methoddataklass
与classloader相关,常驻与perm区。
二、找出某个java应用打开的句柄数及线程数
ll /proc/{pid}/fd | wc -l 查看打开的句柄数
ll /proc/{pid}/task | wc -l 查看线程数
三、jmap 查看堆内存的各项配置
jmap -heap pid 可以看到类似下面的输出:
using thread-local object allocation.
parallel gc with 4 thread(s) //当前使用的gc方式(并行gc)
heap configuration: //堆内存配置
minheapfreeratio = 0 //对应jvm启动参数-xx:minheapfreeratio设置jvm堆最小空闲比率(java8默认0)
maxheapfreeratio = 100 //对应jvm启动参数-xx:maxheapfreeratio设置jvm堆最大空闲比率
maxheapsize = 8388608 (8.0mb) //对应jvm启动参数-xx:maxheapsize=设置jvm堆的最大大小(或-xmx参数)
newsize = 5242880 (5.0mb) //对应jvm启动参数-xx:newsize=设置jvm堆的‘新生代’的默认
maxnewsize = 5242880 (5.0mb) //对应jvm启动参数-xx:maxnewsize=设置jvm堆的‘新生代’的最大大小
oldsize = 3145728 (3.0mb) //对应jvm启动参数-xx:oldsize=设置jvm堆的‘老生代’的大小
newratio = 2 //对应jvm启动参数-xx:newratio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
survivorratio = 8 //对应jvm启动参数-xx:survivorratio=设置年轻代中eden区与survivor区的大小比值
metaspacesize = 21807104 (20.796875mb)
compressedclassspacesize = 1073741824 (1024.0mb)
maxmetaspacesize = 17592186044415 mb
g1heapregionsize = 0 (0.0mb)
heap usage: //堆内存使用情况
ps young generation
eden space: //eden区分布
capacity = 2621440 (2.5mb) //eden区总容量
used = 2328088 (2.2202377319335938mb) //eden区已使用
free = 293352 (0.27976226806640625mb) //eden区剩余容量
88.80950927734375% used
from space: //其中一个survivor区的内存分布
capacity = 1572864 (1.5mb)
used = 360448 (0.34375mb)
free = 1212416 (1.15625mb)
22.916666666666668% used
to space: //另一个survivor区的内存分布
capacity = 1048576 (1.0mb)
used = 0 (0.0mb)
free = 1048576 (1.0mb)
0.0% used
ps old generation //当前的old区内存分布
capacity = 3145728 (3.0mb)
used = 1458968 (1.3913803100585938mb)
free = 1686760 (1.6086196899414062mb)
46.37934366861979% used
3759 interned strings occupying 298824 bytes.
注:5-16行是堆内存的主要配置,这些参数都可以通过 java -xx:参数名=参数值 来调整其大小,比如:
java -xx:minheapfreeratio=20 -xx:maxheapfreeratio=80 -xmx100m -xx:metaspacesize=50m -xx:newratio=3 将影响minheapfreeratio、maxheapfreeratio、maxheapsize、metaspacesize、newratio的值
注意下newratio,这个值指的 老年代(old generation): 新生代(young generation)的比值,上面设置成3,所以oldsize为75m,而newsize为25m,参考下图:
注:这是jdk7的示意图,jdk8中permanent generation被去掉了,新加入了metaspace区,但这个区别不影响对 新生代、老生代的理解。
新生代(young generation)又可以细分为eden、s0、s1 三大块。
java7与java8的内存变化,大致如上图。
survirorratio这个要难算一点,按oracle官网的解释:https://docs.oracle.com/cd/e19159-01/819-3681/abeil/index.html ,默认值是8,即:每块survivor:eden区的大小为1:8,换句话说 s0 = s1 = 1 / (1+1+8) = 1/10
注:虽然官网这么解释,但是我实际算了下,好象并不是严格按这个比例来算的,只能大概说是这个分配比例。(结论就是:survirorratio设置越大,eden区就越大)
四、找出占用cpu最高的线程
先来一段演示代码:
import java.util.concurrent.countdownlatch;
/**
* created by 菩提树下的杨过 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();
}
}
这里面有100个线程是空转的,另外还有一个线程busy thread在狂跑cpu。
javac oomtest.java
java oomtest
把程序跑起来,jps -l 找出pid,然后 top -hp pid
可以看到pid 16813这个对应的线程,把cpu快跑满了,达到了98.5%
接下来,将16813转换成16进制 ,即41ad (tips: printf "%x" 16813 ) ,然后
jstack pid | grep '41ad'
我们就把最忙的这个线程busy thread给找出来了(注:这个技巧再次说明了,给线程取个好名字相当重要!)
tips:如果使用spring-boot的话,直接在浏览器里查看/dump端点,也可以达到类似jstack的效果。
五、jvisualvm 查看运行情况
jdk_home/bin下有一个自带的jvisualvm工具,可以图形化的查看gc情况(注:要安装插件)
java.net这个网站已经被oracle关了,所以安装插件这里,有点小麻烦,先到https://visualvm.github.io/pluginscenters.html 这里找到jvisualvm对应的jdk版本号,以jdk8为例,地址就是 https://visualvm.github.io/uc/8u131/updates.xml.gz
然后,把这个地址在plugins里的settings里改一下,然后available plugin这里,就能看到可用插件了,选择gc插件并安装。
可以来一段代码,然后用jvisualvm来看下gc情况
import java.util.arraylist;
import java.util.list;
/**
* created by 彭阿三 on 05/09/2019.
*/
public class oomtest {
public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
list<string> list = new arraylist<>();
while (true) {
thread.sleep(10);
list.add("菩提树下的杨过" + system.currenttimemillis());
}
}
}
可以直观的看到old区,eden区,s0,s1以及metaspace区的内存变化情况,以上图为例:old gen区占用内存一直在增加,表示可能有内存一直未被释放,值得关注。
此外,还可以看到占用内存最多的类(即:本文最开始提到的)
还可以更进一步点击看详情,比如下面的图,就能发现metaspace已经oom了
也可以查看哪些线程最忙
六、使用jstat 查看gc
虽然jvisualvm很好用,但是通常服务器是用终端连上的,无法运行图形化界面,而且也并非所有应用都开启了jmx,所以掌握jstat以命令行方式查看gc情况也是蛮重要的
用法:jstat -gc pid 采样间隔毫秒数,比如: jstat -gc 8544 5000,将每隔5s采样一次pid为8544的gc情况
以上图为例:红剪头的地方,s0区的已用量降到0,而s1区的已用量上涨,即说明发生了young gc,对象从s0区被迁移到了s1区。
title栏的含义如下:
s0c - 新生代中第1块survivor 的容量(survivor 0 capacity),kb单位
s1c - 新生代中第2块survivor 的容量(survivor 1 capacity),kb单位
s0u - 新生代中第1块survivor 已使用空间数(survivor 0 used),kb单位
s1u - 新生代中第2块survivor 已使用空间数(survivor 0 used),kb单位
ec - eden区的容量(kb)
eu - eden区已使用(kb数)
oc - old区的容量(kb)
ou - old区已使用(kb数)
mc - metaspace容量(kb)
mu - metaspace已使用kb
ccsc - 压缩类的内存容量(kb)
ccsu - 压缩类的已用容量(kb)
ygc - (从应用启动算起,到采样时的) young gc次数
ygct - (从应用启动算起,到采样时的) young gc所用时间(秒)
fgc - (从应用启动算起,到采样时的) full gc次数
fgct - (从应用启动算起,到采样时的) full gc所用时间(秒)
gct - (从应用启动算起,到采样时的) yong gc + full gc的总时间
值得一提的是g1垃圾回收器,在大堆(>4g)时,用g1可能效果会更好,g1的开启方法:
-xx:+useg1gc -xx:maxgcpausemillis=200
开启后,再使用jmap -heap pid
可以看到从默认的并发gc变成了g1.
jstat -gc pid 5000
看到s0全是0,这也是g1的一个特点,将新生代与老年代的划分取消掉了,而是用region的新概念,把整个堆内存划分成一个个region,详情见本文最后的参考文章。
七、导出整个jvm的dump(慎重使用,可能导致应用停顿)
jmap -dump:format=b,file=文件名 [pid]
最后这个算是放大招了,把整个jvm都导出来分析,通常是其它手段都搞不定的时候,才找运维去搞这个,导出的文件体积大,而且导出时会使应用停顿。把这个文件弄到本地后,可以用eclipse的一个插件mat来分析,下载地址:http://www.eclipse.org/mat/downloads.php
参考文章: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/jstat oracle官方介绍 http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html
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