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一文學會Java死鎖和CPU 100% 問題的排查技巧

00 本文簡介

作為一名搞技術的程序猿或者是攻城獅,想必你應該是對下面這兩個問題有所了解,說不定你在實際的工作或者面試就有遇到過:

第一個問題:Java死鎖如何排查和解決?

第二個問題:服務器CPU占用率高達到100%排查和解決?

第三個問題:有哪些工具能夠快速查看線程使用情況?

本文對這三個問題進行總結整理,通過實例演示講解,精彩干貨,不容錯過??!

前戲就這么多,高潮會很多,做好了,讓我們直奔主題,發動小船,Let’s go!

01 Java死鎖排查和解決

要排查和解決死鎖,首先思考三個問題:

1. 什么是死鎖?

2. 為什么會出現死鎖?

3. 怎么排查代碼中出現了死鎖?

4. 如何避免寫出死鎖的代碼?

作為技術人員(工程師),在出現問題的時候,能夠盡快的去解決這個問題。但是在學習技術知識的時候,還是腳踏實地,多問一些為什么,一個好的問題,能夠讓自己思考,這方面的能力也一定要鍛煉鍛煉哦,這樣才能更好的理解和掌握知識,并探究/觸碰到更深入的地方。

1、啥是死鎖?

死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中,由于競爭資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現象,若無外力作用,它們都將無法推進下去。此時稱系統處于死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等待的進程稱為死鎖進程。[百度百科:死鎖]

注:進程和線程都可以發生死鎖,只要滿足死鎖的條件!

2、為啥子會出現死鎖?

從上面的概念中我們知道

(1)必須是兩個或者兩個以上進程(線程)

(2)必須有競爭資源

3、怎么排查代碼中出現了死鎖?【重點來了】

首先整一個死鎖的代碼,看例子:

上面這段代碼執行后,就會出現死鎖,排查的姿勢有如下幾種,搞起來吧!

第一個姿勢:使用 jps + jstack

:在windons命令窗口,使用jps -l【不會使用jps請自行查詢資料】

:使用 jstack -l 12316 【不會使用jstack請自行查詢資料】

第二個姿勢:使用jconsole

在window打開 JConsole,JConsole是一個圖形化的監控工具!

:在windons命令窗口 ,輸出JConsole,如下圖:

:選擇到線程的tab上,如下截圖。

第三個姿勢:使用Java Visual VM

在window打開 jvisualvm,jvisualvm是一個圖形化的監控工具!

:在windons命令窗口 ,輸出 jvisualvm

:依然是切換到線程這個TAB上,很明顯的就有提示!

4、如何避免死鎖?

上面說了死鎖出現的原因以及通過三種方式來檢測和排查死鎖,下面更重要的東西來了,就是如何避免死鎖,如果能夠讓寫出的代碼避免死鎖出現也就沒有上面這些排查的過程了。最好的是從源頭控制問題,而不是后期遇到問題在去填坑。

我看了阿里巴巴中最新的開發規約,里面有對避免死鎖的說明,具體如下:


【強制】對多個資源、數據庫表、對象同時加鎖時,需要保持一致的加鎖順序,否則可能會 造成死鎖。說明:線程一需要對表 A、B、C 依次全部加鎖后才可以進行更新操作,那么線程二的加鎖順序也必須是 A、B、C,否則可能出現死鎖。

02、Java CPU 100% 排查技巧

第一個姿勢,步驟有點多,難度四星

平時多積累一點,這樣在遇到問題的時候就少句求人的話。如果在實際的開發中遇到CPU 100%問題,要怎么排查呢?如果你沒有遇到過這個問題,請先自己思考10s,如果你遇到過,這個時候也正好可以在回顧一遍。

、 使用top命令查看cpu占用資源較高的PID

當前占用cup100% 的PID為3455。

、通過jps找到當前用戶下的java程序PID

執行jps -l能夠打印出所有的應用的PID,找到有一個PID和這個cpu使用100%一樣的ID?。?!就知道是哪一個服務了。知道了對應的服務,在接著后續的分析步驟。

、 使用 pidstat -p < PID > 1 3 -u -t

-p:指定進程號
-u:默認的參數,顯示各個進程的cpu使用統計
-t:顯示選擇任務的線程的統計信息外的額外信息

、找到cpu占用較高的線程TID ,通過上圖發現是 3467的TID占用cup較大

、 因為jstack命令輸出文件記錄的線程ID是16進制。因此我們先將TID轉換為十六進制的表示方式,轉換方式可以參考下圖。

3467轉為十六進制 d8d,注意是小寫!! 記錄下來,后面會使用。

、通過jstack [-l] PID輸出當前進程的線程信息

jstack PID  /temp/test.log

、查找 TID對應的線程(輸出的線程id為十六進制),找到對應的代碼,使用命令查找哦,不要肉眼比對,具體命令請思考,給你表現機會。

找到之后具體分析這個線程在干什么,為什么會占用這么多的 CUP資源。

PS:線程的幾種狀態如下說明:

NEW,未啟動的。不會出現在Dump中。
RUNNABLE,在虛擬機內執行的。
BLOCKED,受阻塞并等待監視器鎖。
WATING,無限期等待另一個線程執行特定操作。
TIMED_WATING,有時限的等待另一個線程的特定操作。
TERMINATED,已退出的。

第二個姿勢,待開發[奸笑臉]

此處省略……,好多字。

03 推薦兩個高效排查問題工具

 :show-busy-java-threads

官網地址:show-busy-java-threads[1]:https://github.com/oldratlee/useful-scripts/blob/master/docs/java.md#-show-busy-java-threads

簡單安裝和使用過程:

1.下載 show-busy-java-threads[2]2.上傳服務器,然后進行解壓3.然后執行對應的命令

:阿里開源的問題定位神器 arthas 來定位問題。

官網地址:arthas[3] :https://alibaba.github.io/arthas/index.html

這個里面有很多命令,如thread 支持一鍵展示當前最忙的前N個線程并打印堆棧,最簡單的 thread -n 10 即可將最忙碌的十個線程快照打印出來,真正高效。

定位神器 arthas 安裝過程就做介紹了,如果你還沒有用過這個工具,我建議一定去用一下,說不定你會愛上它!

04 總結

本文內容比較多,基本上是手把手的教程了,希望能夠對你有所幫助,也建議沒有遇到類似問題的伙伴,看完之后一定要親自去實踐一下操作過程(有些姿勢光看不用是不行的),如果沒有環境可以自行想辦法搞一個測試例子。還是老話:不要眼高手低,看了和做了本質上兩個概念,最終收獲的也一定不同。

05 彩蛋-另一個姿勢

也可以通過使用jstack找到系統的代碼性能問題

1、在進行壓力測試的時候,使用jps找到應用的PID

2、然后使用jstack輸出出壓力測試時候應用的dump信息

3、分析輸出的日志文件中那個方法block線程占用最多,這里可能是性能有問題,找到對應的代碼分析。

我還沒有學會寫個人說明!

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