Linux下如何定位最耗CPU的JAVA代码

简介: Linux下如何定位最耗CPU的JAVA代码

引言

程序运行卡的时候,我们经常需要定位到底程序在执行什么代码最消耗CPU,这里有个我经常用的小技巧,分享一下。

过程如下:

首先,Linux下面top命令可以直接找出最消耗CPU的进程  
top

可以看到如下显示,我们看到前面有三个都是100% CPU占用的

top - 19:53:23 up 118 days,  6:09,  4 users,  load average: 3.00, 2.68, 1.68
Tasks: 446 total,   1 running, 438 sleeping,   7 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  8.6%us,  4.2%sy,  0.0%ni, 87.2%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:  132103700k total, 76585104k used, 55518596k free,   424052k buffers
Swap: 16383996k total,        0k used, 16383996k free, 36290728k cached

   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                                                                                             
156888 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S 100.8  0.4   9:44.08 java                                                                                                                                                
156928 hdfs      20   0 34.9g 545m  11m S 100.8  0.4   9:42.84 java                                                                                                                                                
156769 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S 100.2  0.4   9:53.26 java                                                                                                                                                
153980 hdfs      20   0 64.0g  24g  55m S  1.7 19.6   5879:56 presto-server                                                                                                                                        
   105 root      20   0     0    0    0 S  0.3  0.0  45:26.08 events/6                                                                                                                                             
   106 root      20   0     0    0    0 S  0.3  0.0   4:41.29 events/7   代码片

接下来,我们一个个分析,先找第一个最消耗CPU的,我们使用命令

top -Hp 156888

这个命令可以展示进程内最消耗CPU的线程,可以得到如下结果

top - 20:00:25 up 118 days,  6:16,  2 users,  load average: 3.00, 2.91, 2.14
Tasks:  39 total,   1 running,  38 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  9.3%us,  3.5%sy,  0.0%ni, 87.2%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:  132103700k total, 76578608k used, 55525092k free,   424052k buffers
Swap: 16383996k total,        0k used, 16383996k free, 36290948k cached

   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                                                                                             
156926 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m R 99.8  0.4  16:43.39 java                                                                                                                                                 
156901 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.3  0.4   0:00.16 java                                                                                                                                                 
156888 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.0  0.4   0:00.00 java                                                                                                                                                 
156889 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.0  0.4   0:00.12 java                                                                                                                                                 
156890 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.0  0.4   0:00.16 java                                                                                                                                                 
156891 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.0  0.4   0:00.17 java                                                                                                                                                 
156892 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.0  0.4   0:00.18 java                                                                                                                                                 
156893 hdfs      20   0 34.9g 544m  11m S  0.0  0.4   0:00.17 java

排名第一的便是我们这个进程下面的线程号了。

接下来,我们使用一个java中的jstack命令去定位哪一行:

jstack 156888

这样子直接获取信息内容是这样子的:

"Service Thread" #17 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00002b47080f6800 nid=0x264fc runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C1 CompilerThread11" #16 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00002b47080f3800 nid=0x264fb waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C1 CompilerThread10" #15 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00002b47080f1000 nid=0x264fa waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C1 CompilerThread9" #14 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00002b47080ef000 nid=0x264f9 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C1 CompilerThread8" #13 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00002b47080ed000 nid=0x264f8 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

我们大致读得出这个线程号,但是我们需要定位最消耗cpu的那个线程,我们看到nid项其实就是线程号,不过是16进制输出的,所以我们也要把我们的线程号转换成16进制,可以直接用计算器,没问题,我这里用linux下面打印命令:

printf "%x\n" 156926

结果为:

264fe

这个时候我们可以用这个数字结合我们的jstack命令去查询了:

jstack 156888 |grep 264fe

我们这样子可以搜索到这个线程,但是只有一行结果

"thread1" #18 prio=5 os_prio=0 tid=0x00002b4708167000 nid=0x264fe runnable [0x00002b4723545000]

我们可以在grep前后增加要显示的行数,可以看到上下文的内容,完整命令如下:

jstack 156888 |grep -A 20 -B 10 264fe 

我们可以输出我们要的结果

"thread1" #18 prio=5 os_prio=0 tid=0x00002b4708167000 nid=0x264fe runnable [0x00002b4723545000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at java.io.FileOutputStream.writeBytes(Native Method)
        at java.io.FileOutputStream.write(FileOutputStream.java:326)
        at java.io.BufferedOutputStream.flushBuffer(BufferedOutputStream.java:82)
        at java.io.BufferedOutputStream.flush(BufferedOutputStream.java:140)
        - locked <0x0000000080208ea8> (a java.io.BufferedOutputStream)
        at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:482)
        - locked <0x00000000802048c0> (a java.io.PrintStream)
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.writeBytes(StreamEncoder.java:221)
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.implFlushBuffer(StreamEncoder.java:291)
        at sun.nio.cs.StreamEncoder.flushBuffer(StreamEncoder.java:104)
        - locked <0x00000000802048a8> (a java.io.OutputStreamWriter)
        at java.io.OutputStreamWriter.flushBuffer(OutputStreamWriter.java:185)
        at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:527)
        - eliminated <0x00000000802048c0> (a java.io.PrintStream)
        at java.io.PrintStream.print(PrintStream.java:669)
        at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:806)
        - locked <0x00000000802048c0> (a java.io.PrintStream)
        at Demo1_16.lambda$main$0(Demo1_16.java:6)
        at Demo1_16$$Lambda$1/834600351.run(Unknown Source)

从内容上面看,我们尅看到是在第6行代码上面有个打印,我把完整代码贴出来:

public class Demo1_16 {
    public static void main(String[] args) {
       new Thread(()->{
           while (true){
               System.out.println("hi!");
           }
       },"thread1").start();
    }
}

可以看到是有个死循环导致的,至于为什么有三个占用最高的,那是因为我同时启动了三个这个程序。

我们把命令可以直接连起来:

jstack 156888 |grep `printf "%x" 264fe` -C6 --color

总结:

要定位最消耗的代码,我们的思路是缩小范围,顺序是进程->线程->代码,最后再看实际代码去解决问题

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