Java程序是基于GC的，在启动初始，就申请了足量的内存池，再加上JIT等编译器的实时优化，速度并不比直接用C++语言写的慢。Java语言同时由于反射和可观测等特点，再加上JFR这种神器，在发生问题的时候比二进制文件更容易找到它的根源。
最近在看RCA（Root Cause Analysis）的东西，不小心发现了yCrash这么个东西。它的几段问题小代码写的非常典型，我们可以稍微看一下，来看看Java应用程序常见的几个崩溃场景。
1.堆空间溢出
OOM 一般是内存泄漏引起的，表现在 GC 日志里，一般情况下就是 GC 的时间变长了，而且每次回收的效果都非常一般。GC 后，堆内存的实际占用呈上升趋势。
下面的代码是死循环，持续向HashMap里塞数据，由于myMap属于GCRoots，始终得不到释放，所以它最终的结果就是OOM。
import java.util.HashMap; public class OOMDemo { static HashMap<Object, Object> myMap = new HashMap<>(); public static void start() throws Exception { while (true) { myMap.put("key" + counter, "Large stringgggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + "ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg" + counter); ++counter; } } }
2.内存泄漏
内存泄漏和内存溢出是一个道理，不同的是它的语意。
内存溢出可能是由于请求量过高，或者真实的业务需求需要所造成的后果，而内存溢出属于未知的、超出期望的OOM情况。
我们可以使用上面同样的代码达到这个目的。
在现实情况中，内存泄漏通常都非常的隐蔽，需要借助Mat等工具才能找到根本原因。jmap、pmap等是常用的工具。
比如，如果你忘记了重写对象的hashCode和equals方法，就会产生内存泄漏。
//leak example : created by xjjdog 2022 import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class HashMapLeakDemo { public static class Key { String title; public Key(String title) { this.title = title; } } public static void main(String[] args) { Map<Key, Integer> map = new HashMap<>(); map.put(new Key("1"), 1); map.put(new Key("2"), 2); map.put(new Key("3"), 2); Integer integer = map.get(new Key("2")); System.out.println(integer); } }
3.CPU飙升
直接一个死循环，就可以把CPU干死。
public class CPUSpikeDemo { public static void start() { new CPUSpikerThread().start(); new CPUSpikerThread().start(); new CPUSpikerThread().start(); new CPUSpikerThread().start(); new CPUSpikerThread().start(); new CPUSpikerThread().start(); System.out.println("6 threads launched!"); } } public class CPUSpikerThread extends Thread { @Override public void run() { while (true) { // Just looping infinitely } } }
获取问题代码通常可以使用下面的方法。
（1）使用 top 命令，查找到使用 CPU 最多的某个进程，记录它的 pid。使用 Shift + P 快捷键可以按 CPU 的使用率进行排序。（2）再次使用 top 命令，加 -H 参数，查看某个进程中使用 CPU 最多的某个线程，记录线程的 ID。（3）使用 printf 函数，将十进制的 tid 转化成十六进制。（4）使用 jstack 命令，查看 Java 进程的线程栈。（5）使用 less 命令查看生成的文件，并查找刚才转化的十六进制 tid，找到发生问题的线程上下文。
4.线程泄漏
线程资源是昂贵的。如果你不停的创建线程，系统资源很快就会被耗尽。下面的代码一直不停的创建线程，如果同时请求压力比较大的话，多数能搞死宿主机。
public class ThreadLeakDemo { public static void start() { while (true) { new ForeverThread().start(); } } } public class ForeverThread extends Thread { @Override public void run() { // Put the thread to sleep forever, so they don't die. while (true) { try { // Sleeping for 10 minutes repeatedly Thread.sleep(10 * 60 * 1000); } catch (Exception e) {} } } }
这是暴力啊，这和每个请求创建一个线程，或者创建一个线程池的后果是一样的。xjjdog这里还有两篇关联的线程泄漏文章。
5.死锁
死锁代码一般不会发生，但一旦发生还是非常严重的，相关的业务可能就跑不动了。
public class DeadLockDemo { public static void start() { new ThreadA().start(); new ThreadB().start(); } } public class ThreadA extends Thread { @Override public void run() { CoolObject.method1(); } } public class ThreadB extends Thread { @Override public void run() { HotObject.method2(); } } public class CoolObject { public static synchronized void method1() { try { // Sleep for 10 seconds Thread.sleep(10 * 1000); } catch (Exception e) {} HotObject.method2(); } } public class HotObject { public static synchronized void method2() { try { // Sleep for 10 seconds Thread.sleep(10 * 1000); } catch (Exception e) {} CoolObject.method1(); } }
死锁属于比较严重的一种情况，jstack 会以明显的信息进行提示。当然，关于线程的 dump，也有一些线上分析工具可以使用。比如fastthread，但也需要你先了解这些情况发生的意义。
6.栈溢出
栈溢出不会造成 JVM 进程死亡，危害“相对较小”。下面是一个简单的模拟栈溢出的代码，只需要递归调用就可以了。
public class StackOverflowDemo { public void start() { start(); } }
7.Blocked线程
BLOCKED是一个比较严重的线程状态，当后端的服务处理时间非常长，请求的线程就会进入等待状态。这时候通过jstack来获取堆栈，就会发现线程处于阻塞状态。它阻塞在对锁的获取上（wating to lock）
public class BlockedAppDemo { public static void start() { for (int counter = 0; counter < 10; ++counter) { // Launch 10 threads. new AppThread().start(); } } } public class AppThread extends Thread { @Override public void run() { AppObject.getSomething(); } } public class AppObject { public static synchronized void getSomething() { while (true) { try { Thread.sleep(10 * 60 * 1000); } catch (Exception e) {} } } }
一旦频繁发生这种情况，就证明你的程序相应太慢了。如果CPU资源还有剩余，可以尝试着增加请求的线程数，比如tomcat的最大线程数。
End
以上就是对于Java常见故障的几段小代码分析，大部分的故障都逃不出这些场景。故障的排查通常都非常耗费精力，而且你得有线上权限。怎样做一些好用的工具，把这些复杂性屏蔽在后面，才是我们所想要的。
文章来源1，2，3
