Java應用程序CPU100%問題排查優(yōu)化實戰(zhàn)

更新時間：2025年02月21日 10:14:57 作者：程風破～

這篇文章主要介紹了如何排查和優(yōu)化Java應用程序CPU使用率達到100%的問題,文中通過代碼示例和圖文結合的方式講解的非常詳細,具有一定的參考價值,需要的朋友可以參考下

Java 應用程序CPU 100%問題排查優(yōu)化實戰(zhàn)

今天再給大家講一個 CPU 100% 優(yōu)化排查實戰(zhàn)。

收到運維同學的報警，說某些服務器負載非常高，讓我們開發(fā)定位問題。拿到問題后先去服務器上看了看，發(fā)現運行的只有我們的 Java 應用程序。于是先用 ps 命令拿到了應用的 PID。

ps：查看進程的命令；PID：進程 ID。ps -ef | grep java 可以查看所有的 Java 進程。前面也曾講過。

接著使用 top -Hp pid 將這個進程的線程顯示出來。輸入大寫 P 可以將線程按照 CPU 使用比例排序，于是得到以下結果。

果然，某些線程的 CPU 使用率非常高，99.9% 可不是非常高嘛（??）。

為了方便問題定位，我立馬使用 jstack pid > pid.log 將線程棧 dump 到日志文件中。關于 jstack 命令，我們前面剛剛講過。

我在上面 99.9% 的線程中隨機選了一個 pid=194283 的，轉換為 16 進制（2f6eb）后在線程快照中查詢：

在這里插入圖片描述

線程快照中線程 ID 都是16進制的。

發(fā)現這是 Disruptor 的一個堆棧，好家伙，這不前面剛遇到過嘛，老熟人啊，強如 Disruptor 也發(fā)生內存溢出？

真沒想到，再來一次！

為了更加直觀的查看線程的狀態(tài)，我將快照信息上傳到了專門的分析平臺上：http://fastthread.io/，估計有球友用過。

其中有一項展示了所有消耗 CPU 的線程，我仔細看了下，發(fā)現幾乎都和上面的堆棧一樣。

也就是說，都是 Disruptor 隊列的堆棧，都在執(zhí)行 java.lang.Thread.yield。

眾所周知，yield 方法會暗示當前線程讓出 CPU 資源，讓其他線程來競爭（多線程的時候我們講過 yield，相信大家還有印象）。

根據剛才的線程快照發(fā)現，處于 RUNNABLE 狀態(tài)并且都在執(zhí)行 yield 的線程大概有 30幾個。

初步判斷，大量線程執(zhí)行 yield 之后，在互相競爭導致 CPU 使用率增高，通過對堆棧的分析可以發(fā)現，確實和 Disruptor 有關。

好家伙，又是它。

既然如此，我們來大致看一下 Disruptor 的使用方式吧。看有多少球友使用過。

第一步，在 pom.xml 文件中引入 Disruptor 的依賴：

<dependency>
    <groupId>com.lmax</groupId>
    <artifactId>disruptor</artifactId>
    <version>3.4.2</version>
</dependency>

第二步，定義事件 LongEvent：

public static class LongEvent {
    private long value;

    public void set(long value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "LongEvent{value=" + value + '}';
    }
}

第三步，定義事件工廠：

// 定義事件工廠
public static class LongEventFactory implements EventFactory<LongEvent> {
    @Override
    public LongEvent newInstance() {
        return new LongEvent();
    }
}

第四步，定義事件處理器：

// 定義事件處理器
public static class LongEventHandler implements EventHandler<LongEvent> {
    @Override
    public void onEvent(LongEvent event, long sequence, boolean endOfBatch) {
        System.out.println("Event: " + event);
    }
}

第五步，定義事件發(fā)布者：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 指定 Ring Buffer 的大小
    int bufferSize = 1024;

    // 構建 Disruptor
    Disruptor<LongEvent> disruptor = new Disruptor<>(
            new LongEventFactory(),
            bufferSize,
            Executors.defaultThreadFactory());

    // 連接事件處理器
    disruptor.handleEventsWith(new LongEventHandler());

    // 啟動 Disruptor
    disruptor.start();

    // 獲取 Ring Buffer
    RingBuffer<LongEvent> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer();

    // 生產事件
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(8);
    for (long l = 0; l < 100; l++) {
        bb.putLong(0, l);
        ringBuffer.publishEvent((event, sequence, buffer) -> event.set(buffer.getLong(0)), bb);
        Thread.sleep(1000);
    }

    // 關閉 Disruptor
    disruptor.shutdown();
}

簡單解釋下：