Java 占用CPU使用率很高的分析

本文介绍了一种在Linux和Windows环境下排查Java进程CPU占用率过高的方法,包括如何找到Java进程号、做dump、确定占用率最高的线程及分析代码等步骤。

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前几天在测试服务器上发现Java进程的CPU使用率暴高,为了分析解决该问题,把过程记录如下:

1. 先找到Java的进程号

Linux下:
用top命令查看所有进程,可以明显看到Java的,因为CPU占用率很高被排在前面。比如,
clip_image002

Windows下:
打开任务管理器,然后点击 "查看" 菜单,然后点击 "选择列",把pid勾上,然后就可以在任务管理器里面看到所有进程的pid值了。(也可以用第三步中提到的工具直接查看)



2. 做dump (可选)


jdk自带的jstack工具可以查看Java线程信息,可以实时查看,也可以导出来。如果发现实时查看不是很方便或者无法实时查看,在做下列步骤前可以先dump。
jstack -l <pid> > dump.stack
如果进程已经hang住了,加-F参数
jstack -l -F <pid> > dump.stack

当然,如果是Unix下,还有种方法:
kill -3 <pid>

3. 找到里面是哪个线程占用率最高

Linux下:
用 top -H -p <pid> 查看该进程所有线程信息,找到占用率最高的那个


Windows下:
除了使用jvisualvm或者带上top-thread插件的jconsole之外,可以用Windows自己提供的三方工具—— Process Explorer v15.3
下载地址http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/bb896653.aspx




3. 得到线程号的16进制

得到占用率最高的线程ID后,要把它转成16进制
Linux下:
printf "%x\n" <pid>

Windows下:
自带的计算器可以提供该功能




4. 分析dump查找问题代码片

可以用 jstack <pid> | grep -A <tid> 来实时获取内存中该线程代码片,这里<tid>是第3步中得到的16进制的id

也可以在第2步中导出的dump里面查找第3步中得到的线程id的十六进制而找到代码片。

5. 如果有UI,可以有更简单的办法

JDK自带工具jvisualvm和jconsole是非常强大的。其中jvisualvm原声支持实时查看线程CPU使用情况。
启动jvisualvm,并查看目标java进程信息,然后选择Sampler -> CPU -> Thread CPU Time


但是,这个sampler需要JMX支持,所以如果无法连接目标程序的JMX,就无法使用了。

jconsole并不能直接查看,但是在jdk1.6 中,demo目录下提供了一个top-thread的插件可以查看。1.7不知道为什么没了,可以猛击 这里下载。
启动jconsole时,带上插件参数:
jconsole -pluginpath topthreads-1.1.jar

如果是脚本启动jconsole,比如JBOSS7自带的jconsole.sh的话,把该jar包加入其classpath可以OK。
<think>嗯,用户想解决Linux下Java进程CPU使用率的问题。首先,我需要回忆一下处理这类问题的常规步骤。根据之前学过的知识,通常需要先定位是哪个进程或线程占用CPU,然后分析具体的原因,比如代码中的死循环、资源竞争或者GC频繁等。 首先,用户提到使用top命令,这可能已经帮助他们找到了CPUJava进程。接下来应该用top命令查看具体线程的情况,可能要用到H选项,或者用ps命令配合查找。此外,像jstack这样的工具可以获取线程堆栈,帮助分析线程在做什么。 然后,性能分析工具方面,我记得有jstat可以看GC情况,jmap用于堆转储,还有像VisualVM这样的图形化工具。用户可能需要检查是否有频繁的GC,导致CPU,这时候需要调整JVM参数,比如堆大小或者选择合适的垃圾回收器。 另外,代码层面的优化也很重要,比如避免死循环,优化算法,减少锁竞争等。有时候线程阻塞或者锁争用会导致CPU使用率,这时候需要用线程转储来检查。 还有,系统工具如vmstat和pidstat可以帮助监控系统资源,确认是否是CPU还是其他资源的问题。比如,如果上下文切换过多,可能意味着线程调度有问题,这时候需要调整线程池配置。 最后,用户可能需要调整JVM参数,比如设置合适的堆大小,选择低延迟的垃圾回收器如G1,或者调整线程池的大小,避免创建过多线程。同时,代码优化和架构调整,比如引入缓存或异步处理,也能减少CPU负担。 需要确保提供的步骤清晰,从诊断到解决,逐步引导用户。同时,要引用相关的引用资料,比如使用top命令和性能分析过程。可能还需要提醒用户结合应用日志和监控工具,长期观察优化效果。</think>### Linux下Java进程CPU占用解决方案 --- #### 一、诊断定位CPU占用的具体原因 1. **定位Java进程** 使用`top`命令按CPU使用率排序进程,输入大写`P`后,找到对应Java进程的PID[^2]: ```bash top -c ``` 2. **分析线程级CPU消耗** 通过`top -H -p <PID>`查看进程内各线程的CPU占用情况,记录CPU线程的十六进制ID[^1]: ```bash top -H -p 17038 # 假设PID为17038 ``` 3. **生成线程堆栈快照** 使用`jstack`生成线程堆栈,配合线程ID(需转换为十六进制)定位具体代码位置[^4]: ```bash jstack 17038 > thread_dump.txt ``` --- #### 二、性能分析工具 | 工具 | 用途 | |---------------|----------------------------------------------------------------------| | **jstat** | 监控GC频率与耗时:`jstat -gcutil <PID> 1000` | | **jmap** | 生成堆内存快照:`jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <PID>` | | **VisualVM** | 图形化分析内存、线程和CPU消耗 | | **vmstat** | 检查系统级资源消耗(如上下文切换、内存交换)[^3] | --- #### 三、常见问题及调优方法 1. **GC频繁导致CPU** - **现象**:通过`jstat`观察到`FGC`(Full GC次数)激增 - **优化**:调整堆大小与GC策略(如使用G1垃圾回收器): ```bash java -Xms4g -Xmx4g -XX:+UseG1GC -jar app.jar ``` 2. **代码逻辑问题** - **死循环/低效算法**:通过线程堆栈定位到`RUNNABLE`状态的线程代码 - **锁竞争**:检查线程堆栈中的`BLOCKED`状态线程 3. **线程池配置不当** - **优化线程池参数**:根据业务类型调整核心线程数、队列容量 ```java new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue(100)); ``` --- #### 四、系统级优化 1. **减少上下文切换** - 通过`vmstat`检查`cs`(上下文切换次数)[^3] - 优化线程池大小,避免过度创建线程 2. **内存参数调整** - 设置JVM参数防止内存交换(Swap):`-XX:+UseContainerSupport -XX:MaxRAMPercentage=80` --- #### 五、架构优化建议 1. **异步处理**:将阻塞操作改为非阻塞(如使用CompletableFuture) 2. **缓存优化**:引入Redis缓存减少重复计算 3. **分布式拆分**:对CPU密集型服务进行水平扩展 ---
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