Java进程故障排查思路及步骤

故障场景

Java进程出现问题,通常表现出如下现象:

  1. Web应用响应时间长/超时,甚至不响应
  2. CPU使用率极高/低,频繁出现Full GC,甚至OutOfMemoryError

响应时间长、超时,甚至不响应,这是最直观的表现;而CPU使用率极高或极低,频繁出现Full GC,这些需要借助系统日志或者监控辅助发现。

原因分析

针对响应时间长、超时,甚至不响应,这是一个综合性的问题导致的,可能并不单纯是应用程序本身的问题,如果后端还接了数据存储系统,除了排查应用程序本身的问题之外,还需要排查应用所依赖的第三方组件是否出现了性能瓶颈。 通常,在直观的表象背后是对应的系统指标异常,应该根据具体的系统指标进行排查,如下举例: 1.CPU使用率极高,可能是应用代码出现了死循环,或者TCP连接数过高。 2.CPU使用率极低,通常是线程Hang住了,或者是出现了死锁,此时需要查看线程堆栈信息。 3.如果频繁出现Full GC,首先需要排查是否分配的堆内存空间太小,或者GC配置是否需要调优,此时需要进行内存dump分析。

常用工具及处理方式

  1. 应用程序日志是首先排查的入口点,可以直接排查日志文件,或者从日志中心进行检索,因此要求在系统开发的时候必须设计合理的日志输出规范。
  2. 针对CPU使用极高或者极低的情况,首先进行堆栈分析:jstack -l -F <pid> > stack.log,根据堆栈信息Review可能存在问题的代码逻辑。如果CPU使用率极高,通常是出现了死循环,或者TCP连接数过多,需要查看网络参数:netstat -anpt|grep <port>
  3. 如果开启了GC日志,观察到频繁出现Full GC,则考虑调整堆内存空间,甚至是JVM调优,此时首先分析堆内存dump结果:jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>;另外,频繁Full GC,也会导致CPU使用率很高,导致无法正常响应业务请求。
  4. JMX监控也常常是问题排查的辅助手段,再启动应用程序时开启远程JMX监控:-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=端口号 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false,善于使用好JDK提供的2个可用于JMX监控的工具:jconsole,jvisualvm 。
  5. 可以借助第三方诊断工具进行问题定位,如:Arthas,详见:https://alibaba.github.io/arthas/index.html

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