下面通過模擬實例分析排查Java應用程序CPU和內存占用過高的過程。如果是Java面試，這2個問題在面試過程中出現的概率很高，所以我打算在這里好好總結一下。

1、Java CPU過高的問題排查

舉個例子，如下： 

package com.classloading;  
public class Test {  
    static class MyThread extends Thread {  
        public void run() { // 死循環，消耗CPU  
            int i = 0;  
            while (true) {  
                i++;  
            }  
        }  
    }  
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {  
        new MyThread().start();  
        Thread.sleep(10000000);  
    }  
} 

使用top命令查看占用CPU過高的進程。如下圖所示。

查看進程6102下線程的占用情況，如下圖所示。

使用如下命令將6122轉換為16進制表示，如下：

導出CPU占用高進程的線程棧。命令如下： 

jstack pid >> java.txt 

內容如下： 

mazhi@mazhi:~$ cat java.txt   
Attaching to remote server pid, please wait...  
2021-02-23 15:38:18  
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.192-b12 mixed mode):  
"Attach Listener" #10 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f4ee0001000 nid=0x1956 runnable [0x0000000000000000]  
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE  
// 這是0x17ea線程，也是占用CPU最高的線程  
"Thread-0" #9 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f4f180d6000 nid=0x17ea runnable [0x00007f4f044da000]  
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE  
    at com.cpuhigh.Test$MyThread.run(Test.java:8)  // 這里指示第8行，則正是死循環的代碼開始  
... 

導出的堆棧信息有線程的狀態（一般要找RUNNABLE狀態）和調用堆棧結合來查找問題。線程dump分析：線程dump分析主要目的是定位線程長時間停頓的原因

2、Java 內存過高的問題排查

舉個例子如下： 

package com.classloading;  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
public class Test {  
    private static final int UNIT_MB = 1024 * 1024;  
     public static void main(String args[]) throws InterruptedException{  
        List<Object> x = new ArrayList<Object>();  
        int i = 0;  
        while(i<1000){  
            x.add(new byte[UNIT_MB]);  
            i++;  
        }  
        Thread.sleep(1000000000);  
    }  
} 

通過jmap dump內存快照。 如果是線上環境，注意dump之前必須先將流量切走，否則大內存dump是直接卡死服務。

命令行輸入： 

jmap -histo <pid> | head -20 

就可以查看某個pid的java服務占用內存排名前20的類，如下圖所示。

可以看到，占用內存最多的是byte字節數組，共有1008個實例。

jmap 還有一個指令可以把整個內存情況轉成文件形式保存下來，如下： 

jmap -dump:format=b,file=filename.bin <pid> 

執行命令如下圖所示。

可以在JVM啟動時設置，如果發生OOM，則dump出文件。命令如下： 

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof 

如果快照文件不大，可以下載到本地，然后通過 MAT 分析，也可以在線分析（ https://fastthread.io/ ）；如果快照文件很大，可以在服務器上直接分析，使用的命令是： 

jhat dump.hprof 

jhat也是jdk內置的工具之一。主要是用來分析java堆的命令，可以將堆中的對象以html的形式顯示出來，包括對象的數量，大小等等，并支持 對象查詢語言 。命令執行后如下圖所示。

訪問如下圖所示。

其中的Show heap histogram就會顯示對象占用內在的大小。如下圖所示。