java项目CPU爆高问题排查方案

问题：CPU占用过高时，系统处理请求的速度会变慢，导致延迟增加，可能导致其他任务无法获取足够的处理资源，导致服务宕机，高CPU占用可能与大量线程阻塞和死锁有关，在多线程任务中，如果线程无法获取CPU资源或者被阻塞，可能导致应用阻塞

常见的原因：在代码中出现死循环；高并发，系统创建大量线程，导致CPU负担过重；代码中频繁地创建和销毁对象，JVM堆大小不足，导致GC不断运行；代码中存在耗时过长的密集计算型任务；

排查方案：

第一种方案：使用jstack

1. 使用top指令进行查看各个进程的资源占有情况，观察出CPU占有较高的进程ID

top

 2. 根据进程ID查找导致CPU飙升的线程信息

案例中是进程8820导致CPU飙升

ps H -eo pid, tid, %cpu | grep 8820
各参数含义
- `ps`：用于查看当前运行的进程状态。
- `H`：显示进程的线程层级（线程树）。`ps` 默认显示进程，但加上 `H` 后，它会显示每个进程的线程（如果该进程有多个线程的话），并以树状结构展示。
- `-eo pid, tid, %cpu`：
    - `pid`：显示进程的 PID（进程标识符）。
    - `tid`：显示线程的 TID（线程标识符），即线程的 ID。
    - `%cpu`：显示该进程或线程使用的 CPU 百分比。
-`| grep 8820`：通过 `grep` 过滤，查找包含 `8820` 的行，通常用于筛选出与特定进程或线程相关的信息。

以下展示了PID为8820下的所有线程ID以及他们所占的CPU占有率。 通过观察可以看到：线程ID为8848的线程CPU占有率较高，所以我们后续对8848线程进行分析。

3. 查找该线程的堆栈信息

首先将线程ID转换成16进制

printf "%x\n" 8848
输出结果会将8848线程id转换成16进制，并输出结果为2290

 接着使用stack指令来获取进程 ID 为 8820 的 Java 程序的所有线程堆栈信息

jstack 8820 | grep -A 10 2290：生成进程ID为8820的所有线程堆栈信息，并且查找2290后面的10行信息并打印
指令参数如下：
- `jstack 8820`：打印出Java程序中ID为8820的进程中所有线程的堆栈信息快照
- `|`：管道符，表示将 `jstack` 命令的输出传递给后续的命令
- `grep -A 10 2290`：查找到2290的后10行记录信息
    - `grep` 进行文本搜索
    - `-A 10` 显示后10行的信息
    - `2290` 搜索要求是2290

通过观察最后显示的进程为8820，线程为2290的堆栈信息情况，我们可以定位到导致CPU飙升的代码所在位置。
总结如下：

1. 使用top指令，找到CPU飙升的进程id
2. 使用ps指令，打印出该进程id下的各线程CPU占有率，找到CPU飙升的线程
3. 使用jstack指令，打印该进程下，指定线程的堆栈信息快照，定位CPU飙升的代码字段
4. 根据定位，优化逻辑出错的代码。

第二种方案：使用阿里的Arthas 快速入门 | arthas

1. 启动： java -jar arthas-boot.jar

2. 输入：1

3. 输入： thread -n 5

用arthas检测应用程序导致占用较高的代码，5代表占用较高的前5个