Java内存泄漏、CPU飙升排查

在Java应用开发中，内存泄漏和CPU飙升是两类高频出现的生产问题，也是常见的面试问题。这里通过一些demo进行实践。

内存泄漏

private static List<byte[]> leakList = new ArrayList<>();@GetMapping("/memory/leak")
public void test2() {try {while (true) {// 分配1MB的内存块byte[] block = new byte[1024 * 1024];leakList.add(block);// 每隔100毫秒分配一次，模拟内存不断积累Thread.sleep(100);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
}

java -jar -Xms256m -Xmx256m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/Users/wx/workspace/app.hprof test.jarjstat -gcutil <pid> 1000  # 观察Old区使用率持续上涨

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError: 在发生 OutOfMemoryError 时自动生成堆转储文件（Heap Dump）
-XX:HeapDumpPath: 指定堆转储文件的保存位置，可以使用工具（如 MAT、JProfiler 等）打开和分析

可以通过jmap命令生成hprof报告

jmap -dump:live,format=b,file=heap_dump.bin <pid># 查看Java进程
jps -l
jcmd
ps -ef | grep java

使用JProfiler打开*.hprof文件，查看最大内存占有的数据类型
在这里插入图片描述

点击目标数据类型，选择incoming references

incoming references：查看目标数据类型被哪些对象引用了
outgoing references：查看目标数据类型引用了哪些对象

找到泄漏对象 LeakedObject由于被静态集合引用而无法被垃圾回收，从而确定位置

在这里插入图片描述

CPU飙升

@GetMapping("/cpu")
public void test3() {CompletableFuture<Void> t1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {while (true) {// 密集计算，无退出条件double result = 0;for (int i = 0; i < 100000; i++) {result += Math.sqrt(i) * Math.tan(i);}}}, threadPoolExecutor);CompletableFuture<Void> t2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {while (true) {try {Thread.sleep(1000);System.out.println("正常业务运行中...");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}, threadPoolExecutor);CompletableFuture.allOf(t1, t2).join();
}

定位Java进程，top -c
查看线程级别CPU占用，top -Hp <PID>
抓去线程快照，jstack <PID> > thread.txt
线程ID转换printf "%x\n" <线程ID>
进行分析

"WXW-Thread-1" #35 daemon prio=5 os_prio=31 cpu=150071.37ms elapsed=150.75s tid=0x00007fdfb58fea00 nid=0x7207 runnable  [0x0000700006795000]java.lang.Thread.State: RUNNABLEat com.example.controller.TestThreadController.lambda$test3$2(TestThreadController.java:94)at java.util.concurrent.CompletableFuture$AsyncSupply.run(java.base@17.0.13/CompletableFuture.java:1768)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(java.base@17.0.13/ThreadPoolExecutor.java:1136)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(java.base@17.0.13/ThreadPoolExecutor.java:635)at java.lang.Thread.run(java.base@17.0.13/Thread.java:840)

通过日志查找问题所在

使用JProfiler分析CPU视图，定位异常线程和代码

在这里插入图片描述