Java虚拟机问题排查
Java虚拟机问题排查
CPU 飚高
思路
首先找到 CPU 飚高的那个 Java 进程，因为你的服务器会有多个 JVM 进程，然后找到那个进程中的 “问题线程”，最后根据线程堆栈信息找到问题代码，最后对代码进行排查。
步骤
- 通过 top 命令找到 CPU 消耗最高的进程，并记住进程 ID
- 再次通过 top -Hp [进程 ID] 找到 CPU 消耗最高的线程 ID，并记住线程 ID.
- 通过 JDK 提供的 jstack 工具 dump 线程堆栈信息到指定文件中。具体命令：jstack -l [进程 ID] >jstack.log
由于刚刚的线程 ID 是十进制的，而堆栈信息中的线程 ID 是16进制的，因此我们需要将10进制的转换成16进制的，并用这个线程 ID 在堆栈中查找。使用 printf “%x\n” [十进制数字] ，可以将10进制转换成16进制
- 通过刚刚转换的16进制数字从堆栈信息里找到对应的线程堆栈，就可以从该堆栈中看出端倪
可能的情况
- 某个业务死循环没有出口
- C2 编译器执行编译时抢占 CPU
当 Java 某一段代码执行次数超过10000次（默认）后，就会将该段代码从解释执行改为编译执行，也就是编译成机器码以提高速度。而这个 C2编译器就是做这个的。如何解决呢？项目上线后，可以先通过压测工具进行预热，这样，等用户真正访问的时候，C2编译器就不会干扰应用程序了。
- GC 线程导致，那么极有可能是 Full GC ，那么就要进行 GC 的优化。
内存问题排查
思路
通常，内存的问题就是 GC 的问题，因为 Java 的内存由 GC 管理。有2种情况，一种是内存溢出了，一种是内存没有溢出，但 GC 不健康。
步骤
- 内存溢出的情况可以通过加上 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数，该参数作用是：在程序内存溢出时输出 dump 文件。
- dump文件被常用的MAT，Jprofile，jvisualvm 等工具都可以分析，这些工具都能够看出到底是哪里溢出，哪里创建了大量的对象等等信息。
什么是健康的GC
一般来说，YGC 5秒一次左右，每次不超过50毫秒，FGC 最好没有，CMS GC 一天一次左右。
而 GC 的优化有2个维度，一是频率，二是时长。
YGC
YGC频率过低
如果 YGC 超过5秒一次，甚至更长，说明系统内存过大，应该缩小容量，
YGC频率过高
说明 Eden 区过小，可以将 Eden 区增大，但整个新生代的容量应该在堆的 30% - 40%之间，eden，from 和 to 的比例应该在 8：1：1左右，这个比例可根据对象晋升的大小进行调整。
YGC时间过长
YGC 有2个过程，一个是扫描，一个是复制，通常扫描速度很快，复制速度相比而言要慢一些
- 如果每次都有大量对象要复制，就会将 STW 时间延长，
- StringTable ，这个数据结构中存储着 String.intern 方法返回的常连池的引用，YGC 每次都会扫描这个数据结构（HashTable），如果这个数据结构很大，且没有经过 FGC，那么也会拉长 STW 时长
- 操作系统的虚拟内存，当 GC 时正巧操作系统正在交换内存，也会拉长 STW 时长。
FGC
FGC 我们只能优化频率，无法优化时长，因为这个时长无法控制。
影响FGC频率的因素
- Old 区内存不够
- 元数据区内存不够
- System.gc()
- jmap 或者 jcmd工具导致
- CMS Promotion failed 或者 concurrent mode failure
- JVM 基于悲观策略认为这次 YGC 后 Old 区无法容纳晋升的对象，因此取消 YGC，提前 FGC
可能的情况
- Old 区内存不够导致 FGC
- FGC之后还有大量对象，说明 Old 区过小，应该扩大 Old 区
- 如果 FGC 后效果很好，说明 Old 区存在了大量短命的对象，优化的点应该是让这些对象在新生代就被 YGC 掉，通常的做法是增大新生代；如果有大而短命的对象，通过参数设置对象的大小，不要让这些对象进入 Old 区，还需要检查晋升年龄是否过小
- 如果 YGC 后，有大量对象因为无法进入 Survivor 区从而提前晋升，这时应该增大 Survivor 区，但不宜太大。
工具
JDK提供了很多的工具，比如 jmap ，jcmd 等，oracle 官方推荐使用 jcmd 代替 jmap
jmap 可以打印对象的分布信息，可以 dump 文件，注意，jmap 和 jcmd dump 文件的时候会触发 FGC ，使用的时候注意场景。
jinfo，该工具可以查看当前 jvm 使用了哪些参数，并且也可以在不停机的情况下修改参数。
分析 dump 文件的可视化工具，MAT，Jprofile，jvisualvm 等，这些工具可以分析 jmap dump 下来的文件，看看哪个对象使用的内存较多。
线上环境要带上 GC 日志
