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本文目錄
本文導讀
一、CPU利用率飆高問題
1、CPU利用率飆高定位步驟
2、CPU飆高的原因
3、CPU飆高的解決方法
二、內存飆高問題
1、內存飆高定位步驟
2、內存飆高故障分析及解決
2.1、進程占用太多的內存
2.2、緩存占用過高導致內存不足
2.3、內存泄漏和內存溢出
總結
本文導讀
本文對CPU利用率飆高問題，內存飆高問題進行剖析。主要內容有CPU利用率飆高定位步驟、CPU飆高的原因與解決；內存飆高定位步驟以及內存飆高故障分析及解決。
一、CPU利用率飆高問題
1、CPU利用率飆高定位步驟
當cpu經常飆升到100%的使用率，需要定位到具體是哪個線程在占用，定位問題的步驟如下(linux系統)：
1、使用top命令常看當前服務器中所有進程（jps命令可以查看當前服務器運行java進程），找到當前cpu使用率最高的進程，獲取到對應的pid；
2、然后使用top -Hp pid，查看該進程中的各個線程信息的cpu使用，找到占用cpu高的線程pid。
3、使用jstack pid打印它的線程信息，通過jstack命令打印的線程號和通過top -Hp打印的線程號進制不一樣，需要進行轉換才能進行匹配，jstack中的線程號為16進制，而top -Hp打印的是10進制。
使用 jastack 命令分析線程信息的時候需要關注線程對應的運行狀態：runnable代表當前線程正在運行，waiting代表當前線程正在等待，該狀態需要進行特殊關注wait fot 后面的線程號，因為如果當前處于waiting狀態的程序長時間處于等待狀態，那么就需要知道它在等待哪個線程結束，也就是wait for后面的線程號，然后根據線程號找到對應的線程，去查看當前線程有什么問題。
2、CPU飆高的原因
1、無限循環或死循環：程序中存在錯誤的循環結構，導致程序一直在循環執行，從而消耗大量的CPU資源。
2、復雜的算法和計算：程序中執行復雜的算法、大規模的數據處理或者需要大量計算的操作可能導致CPU占用過高。
2、頻繁的IO操作：如果程序頻繁地進行文件讀寫、網絡通信等IO操作，可能會導致CPU占用增加。
3、線程問題：多線程程序中，線程可能因為競爭條件、死鎖、阻塞等問題導致CPU占用過高。
4、內存問題：內存泄漏或內存占用過高可能導致Java虛擬機頻繁進行垃圾回收，從而增加CPU負擔。
5、不合理的資源管理：沒有正確釋放或管理資源，如打開的文件、數據庫連接等，可能導致CPU占用過高。
6、第三方庫或框架問題：使用的第三方庫、框架或組件可能存在性能問題，導致程序CPU占用增加。
7、并發問題：不正確的并發控制或同步機制可能導致競爭條件和性能問題。
8、緩存問題：緩存未有效利用，導致程序頻繁地從內存或磁盤讀取數據，增加了CPU負擔。
9、頻繁的異常處理：頻繁的異常處理可能會導致CPU占用過高，因為異常處理可能會涉及昂貴的堆棧跟蹤等操作。
3、CPU飆高的解決方法
1、優化代碼：檢查代碼（code review），優化算法、循環和IO操作，減少CPU負擔。
2、線程管理：確保多線程程序中的線程正確管理，避免競爭條件和死鎖。
3、內存管理：檢查內存泄漏，確保釋放不再使用的內存。
4、使用合適的工具：使用性能分析工具來檢測CPU占用過高的具體位置和原因。
二、內存飆高問題
內存飆高一般都是堆中對象無法回收造成，因為java中的對象大部分存儲在堆內存中。其實也就是常見的oom問題(Out Of Memory)。
查看內存狀態的命令（top、free、vmstat，sar，/proc/meminfo）
導致內存不足的三個原因（進行占用太高、緩存占用過高沒有進行釋放、內存泄漏和內存溢出導致內存不足）
1、內存飆高定位步驟
1.jinfo pid，可以查看當前進行虛擬機的相關信息列舉出來
2.jstat -gc pid ms，多長毫秒打印一次gc信息，打印信息如下，里面包含gc測試，年輕代/老年帶gc信息等：
3.jmap -histo pid | head -20，查找當前進程堆中的對象信息，jmap -dump:format=b,file=xxx pid，可以生成堆信息的文件，但是這個命令不建議在生產環境使用，因為當內存較大時，執行該命令會占用大量系統資源，甚至造成卡頓。
在項目啟動時添加下面的命令，在發生oom時自動生成堆信息文件：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemory。如果需要在線上進行堆信息分析，如果當前服務存在多個節點，可以下線一個節點，生成堆信息，或者使用第三方工具，阿里的arthas。
2、內存飆高故障分析及解決
2.1、進程占用太多的內存
原因：每當對磁盤進行讀寫操作時，都會先對緩存進行操作，因為緩存是需要消耗內存的，雖然緩存中的內存會自動釋放，但是只有當物理空閑內存不夠的時候，緩存中才會釋放一些內存出來，釋放的也僅僅是夠用，不會全部釋放。
解決辦法：使用top命令查看哪個進程占用太多，進行內存排序，kill掉
2.2、緩存占用過高導致內存不足
同進程占用太多的內存處理
2.3、內存泄漏和內存溢出
內存泄漏：程序在申請內存后，無法釋放，會導致內存空間不足。
內存溢出：程序申請內存時，沒有足夠的空間供其使用，出現內存溢出。（解決：檢查錯誤日志，修改JVM啟動參數，增加內存，）
內存溢出的原因：內存中加載的數據過于龐大，如一次從數據庫讀取過多的數據，內存供給不足，導致內存溢出；集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM（運行java代碼的容器，相當于一臺java虛擬機）不能回收；代碼中存在死循環或循環產生過多重復的對象實體；啟動參數內存設定的過小。
總結
本文對CPU利用率飆高問題，內存飆高問題進行剖析。主要內容有CPU利用率飆高定位步驟、CPU飆高的原因與解決；內存飆高定位步驟以及內存飆高故障分析及解決。
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