java - 哪个 Java 线程占用 CPU？

Question

假设您的 Java 程序占用了 100% 的 CPU。它有 50 个线程。你需要找出哪个线程是有罪的。我还没有找到可以提供帮助的工具。目前我使用以下非常耗时的例程:

1. 运行 jstack <pid> ，其中 pid 是 Java 进程的进程 ID。找到它的简单方法是运行 JDK 中包含的另一个实用程序 - jps .最好将 jstack 的输出重定向到文件中。
2. 搜索“可运行”线程。跳过在套接字上等待的那些(出于某种原因，它们仍被标记为可运行)。
3. 重复第 1 步和第 2 步几次，看看您是否可以找到一种模式。

或者，您可以附加到 Eclipse 中的 Java 进程并尝试一个一个地挂起线程，直到遇到占用 CPU 的线程。在单 CPU 机器上，您可能需要首先降低 Java 进程的优先级才能移动。即使这样，Eclipse 也经常由于超时而无法附加到正在运行的进程。

我会期待 Sun 的 visualvm执行此操作的工具。

有人知道更好的方法吗？

Answer 1

确定生产服务器中哪个 Java 线程消耗最多 CPU。

大多数(如果不是全部)生产系统做任何重要的事情都会使用超过 1 个 java 线程。当某些事情变得疯狂并且您的 cpu 使用率达到 100% 时，很难确定是哪个线程导致了这种情况。或者我是这么想的。直到比我聪明的人向我展示了如何做到这一点。在这里，我将向您展示如何做到这一点，您也可以用您的极客技能让您的家人和 friend 惊叹不已。

一个测试应用程序

为了对此进行测试，我们需要一个测试应用程序。所以我给你一个。它由 3 个类组成:

• 一个执行 CPU 密集型操作(计算 MD5 哈希)的 HeavyThread 类
• 一个 LightThread 类，它执行一些不那么占用 cpu 的操作(计数和 hibernate )。
• 一个 StartThreads 类，用于启动 1 个 CPU 密集型线程和几个轻量级线程。

以下是这些类的代码:

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.UUID;

/**
 * thread that does some heavy lifting
 *
 * @author srasul
 *
 */
public class HeavyThread implements Runnable {

        private long length;

        public HeavyThread(long length) {
                this.length = length;
                new Thread(this).start();
        }

        @Override
        public void run() {
                while (true) {
                        String data = "";

                        // make some stuff up
                        for (int i = 0; i < length; i++) {
                                data += UUID.randomUUID().toString();
                        }

                        MessageDigest digest;
                        try {
                                digest = MessageDigest.getInstance("MD5");
                        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                                throw new RuntimeException(e);
                        }

                        // hash the data
                        digest.update(data.getBytes());
                }
        }
}


import java.util.Random;

/**
 * thread that does little work. just count & sleep
 *
 * @author srasul
 *
 */
public class LightThread implements Runnable {

        public LightThread() {
                new Thread(this).start();
        }

        @Override
        public void run() {
                Long l = 0l;
                while(true) {
                        l++;
                        try {
                                Thread.sleep(new Random().nextInt(10));
                        } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                        }
                        if(l == Long.MAX_VALUE) {
                                l = 0l;
                        }
                }
        }
}


/**
 * start it all
 *
 * @author srasul
 *
 */
public class StartThreads {

        public static void main(String[] args) {
                // lets start 1 heavy ...
                new HeavyThread(1000);

                // ... and 3 light threads
                new LightThread();
                new LightThread();
                new LightThread();
        }
}

假设您从未见过此代码，并且您拥有一个运行这些类并消耗 100% CPU 的失控 Java 进程的 PID。

首先让我们启动 StartThreads 类。

$ ls
HeavyThread.java  LightThread.java  StartThreads.java
$ javac *
$ java StartThreads &

在这个阶段，一个正在运行的 Java 进程应该占用 100 个 CPU。在我的顶部，我看到:

在顶部按 Shift-H 打开线程。 top 的手册页说:

   -H : Threads toggle
        Starts top with the last remembered 'H' state reversed.  When
        this  toggle is On, all individual threads will be displayed.
        Otherwise, top displays a  summation  of  all  threads  in  a
        process.

现在在我的顶部，线程显示打开，我看到:

我有一个 java 进程，PID 28294。让我们使用 jstack 获取此进程的堆栈转储:

$ jstack 28924
2010-11-18 13:05:41
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (17.0-b16 mixed mode):

"Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x0000000040ecb000 nid=0x7150 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"DestroyJavaVM" prio=10 tid=0x00007f9a98027800 nid=0x70fd waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Thread-3" prio=10 tid=0x00007f9a98025800 nid=0x710d waiting on condition [0x00007f9a9d543000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at LightThread.run(LightThread.java:21)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

"Thread-2" prio=10 tid=0x00007f9a98023800 nid=0x710c waiting on condition [0x00007f9a9d644000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at LightThread.run(LightThread.java:21)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

"Thread-1" prio=10 tid=0x00007f9a98021800 nid=0x710b waiting on condition [0x00007f9a9d745000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at LightThread.run(LightThread.java:21)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

"Thread-0" prio=10 tid=0x00007f9a98020000 nid=0x710a runnable [0x00007f9a9d846000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at sun.security.provider.DigestBase.engineReset(DigestBase.java:139)
    at sun.security.provider.DigestBase.engineUpdate(DigestBase.java:104)
    at java.security.MessageDigest$Delegate.engineUpdate(MessageDigest.java:538)
    at java.security.MessageDigest.update(MessageDigest.java:293)
    at sun.security.provider.SecureRandom.engineNextBytes(SecureRandom.java:197)
    - locked <0x00007f9aa457e400> (a sun.security.provider.SecureRandom)
    at sun.security.provider.NativePRNG$RandomIO.implNextBytes(NativePRNG.java:257)
    - locked <0x00007f9aa457e708> (a java.lang.Object)
    at sun.security.provider.NativePRNG$RandomIO.access$200(NativePRNG.java:108)
    at sun.security.provider.NativePRNG.engineNextBytes(NativePRNG.java:97)
    at java.security.SecureRandom.nextBytes(SecureRandom.java:433)
    - locked <0x00007f9aa4582fc8> (a java.security.SecureRandom)
    at java.util.UUID.randomUUID(UUID.java:162)
    at HeavyThread.run(HeavyThread.java:27)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

"Low Memory Detector" daemon prio=10 tid=0x00007f9a98006800 nid=0x7108 runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"CompilerThread1" daemon prio=10 tid=0x00007f9a98004000 nid=0x7107 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"CompilerThread0" daemon prio=10 tid=0x00007f9a98001000 nid=0x7106 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" daemon prio=10 tid=0x0000000040de4000 nid=0x7105 runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" daemon prio=10 tid=0x0000000040dc4800 nid=0x7104 in Object.wait() [0x00007f9a97ffe000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    - waiting on <0x00007f9aa45506b0> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
    at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118)
    - locked <0x00007f9aa45506b0> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
    at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:134)
    at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:159)

"Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x0000000040dbd000 nid=0x7103 in Object.wait() [0x00007f9a9de92000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    - waiting on <0x00007f9aa4550318> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
    at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
    at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:116)
    - locked <0x00007f9aa4550318> (a java.lang.ref.Reference$Lock)

"VM Thread" prio=10 tid=0x0000000040db8800 nid=0x7102 runnable 

"GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x0000000040d6e800 nid=0x70fe runnable 

"GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x0000000040d70800 nid=0x70ff runnable 

"GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x0000000040d72000 nid=0x7100 runnable 

"GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x0000000040d74000 nid=0x7101 runnable 

"VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0x00007f9a98011800 nid=0x7109 waiting on condition 

JNI global references: 910

从我的顶部我看到顶部线程的 PID 是 28938。十六进制的 28938 是 0x710A。请注意，在堆栈转储中，每个线程都有一个以十六进制显示的 nid。碰巧 0x710A 是线程的 id:

"Thread-0" prio=10 tid=0x00007f9a98020000 nid=0x710a runnable [0x00007f9a9d846000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at sun.security.provider.DigestBase.engineReset(DigestBase.java:139)
    at sun.security.provider.DigestBase.engineUpdate(DigestBase.java:104)
    at java.security.MessageDigest$Delegate.engineUpdate(MessageDigest.java:538)
    at java.security.MessageDigest.update(MessageDigest.java:293)
    at sun.security.provider.SecureRandom.engineNextBytes(SecureRandom.java:197)
    - locked <0x00007f9aa457e400> (a sun.security.provider.SecureRandom)
    at sun.security.provider.NativePRNG$RandomIO.implNextBytes(NativePRNG.java:257)
    - locked <0x00007f9aa457e708> (a java.lang.Object)
    at sun.security.provider.NativePRNG$RandomIO.access$200(NativePRNG.java:108)
    at sun.security.provider.NativePRNG.engineNextBytes(NativePRNG.java:97)
    at java.security.SecureRandom.nextBytes(SecureRandom.java:433)
    - locked <0x00007f9aa4582fc8> (a java.security.SecureRandom)
    at java.util.UUID.randomUUID(UUID.java:162)
    at HeavyThread.run(HeavyThread.java:27)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

因此您可以确认运行 HeavyThread 类的线程正在消耗最多的 CPU。

在读取世界的情况下，可能是一堆线程消耗了一部分 CPU，这些线程放在一起会导致 Java 进程使用 100% CPU。

总结

• 运行顶部
• 按 Shift-H 启用线程 View
• 获取 CPU 最高的线程的 PID
• 将 PID 转换为十六进制
• 获取 java 进程的堆栈转储
• 查找具有匹配 HEX PID 的线程。