利用 Arthas 精准定位 Java 应用 CPU 负载过高问题
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top -Hp 加 jstack命令去排查，虽然能大致定位到问题范围，但有效信息还是太少了，多数时候还是要靠猜。Arthas！thread，这个命令会显示所有线程的信息，并且把CPU使用率高的线程排在前面。[arthas@384]$ thread
Threads Total: 112, NEW: 0, RUNNABLE: 26, BLOCKED: 0, WAITING: 31, TIMED_WAITING: 55, TERMINATED: 0
ID NAME STATE %CPU TIME
108 h..ec-0 RUNNABLE 51 4011:48
100 h..ec-2 RUNNABLE 48 4011:51
...为了方便阅读，删掉了一些不重要的信息
thread id，查看线程堆栈[arthas@384]$ thread 108
"http-nio-7001-exec-10" Id=108 cpuUsage=51% RUNNABLE
at c.g.c.c.HashBiMap.seekByKey(HashBiMap.java)
at c.g.c.c.HashBiMap.put(HashBiMap.java:270)
at c.g.c.c.HashBiMap.forcePut(HashBiMap.java:263)
at c.y.r.j.o.OaInfoManager.syncUserCache(OaInfoManager.java:159)
也可以使用thread -n 3命令打印出CPU占比最高的前三个线程，这差不多是 top -Hp&printf&jstack三令合一的效果了
HashBiMap.seekByKey方法（可以重复执行几次thread id确保该线程执行的方法没有时刻在变化），造成这个问题一般有两个原因：seekByKey方法被循环调用seekByKey内部有死循环
tt -t com.google.common.collect.HashBiMap seekByKey -n 100
seekByKey方法并没有被一直调用，那大概率是seekByKey方法内部有死循环。看下这个方法内部的逻辑，我们可以使用jad com.google.common.collect.HashBiMap seekByKey命令反编译这个方法，这样做的好处是显得比较高端，不过我还是打算直接找到源码，说不定还有注释。 private BiEntry<K, V> seekByKey(@Nullable Object key, int keyHash) {
for (BiEntry<K, V> entry = hashTableKToV[keyHash & mask];
entry != null;
entry = entry.nextInKToVBucket) {
if (keyHash == entry.keyHash && Objects.equal(key, entry.key)) {
return entry;
}
}
return null;
}
通过hash找到bucket，每个bucket是一个链表 遍历链表，找到这个key对应的entry。这里要留意下entry的下一个节点是nextInKToVBucket，后文中会用到
HashBiMap对象，以便于查询对象里的数据。获得这个对象有很多办法，比如监听这个对象的某个方法，然后主动触发这个方法。这里向大家介绍一种更为通用的方法，这个方法在SpringMVC程序里非常好用。RequestMappingHandlerAdapter拦截，我们通过tt命令，监听invokeHandlerMethod的执行，然后在页面随便点点，就会得到以下内容：[arthas@384]$ tt -t org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter invokeHandlerMethod -n 10
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 622 ms.
INDEX COST(ms) OBJECT CLASS METHOD
------------------------------------------------------------------------------------
1000 481.203383 0x481eb705 RequestMappingHandlerAdapter invokeHandlerMethod
1001 3.432024 0x481eb705 RequestMappingHandlerAdapter invokeHandlerMethod
...
tt 命令会记录方法调用时的所有入参和返回值、抛出的异常、对象本身等数据。INDEX字段代表着一次调用，后续tt还有很多命令都是基于此编号指定记录操作。
我们可以通过 -i 参数后边跟着对应的 INDEX 编号查看这条记录的详细信息。再通过-w参数，指定一个OGNL表达式，查找相关对象
[arthas@384]$ tt -i 1000 -w 'target.getApplicationContext()'
@AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext[
reader=@AnnotatedBeanDefinitionReader[org.springframework.context.annotation.AnnotatedBeanDefinitionReader@50294e97],
scanner=@ClassPathBeanDefinitionScanner[org.springframework.context.annotation.ClassPathBeanDefinitionScanner@5eeeaae2],
annotatedClasses=@LinkedHashSet[isEmpty=true;size=0],
basePackages=null,
OGNL使用文档：https://commons.apache.org/proper/commons-ognl/language-guide.html
Arthas会把当前执行的对象放到target变量中，通过target.getApplicationContext()就得到了SpringContext对象，然后，我们就可以为所欲为了!
接下来我们需要用OGNL写一个函数，来实现链表的环路检测，在OGNL里写一段环路检测代码里是不太容易的，这里我用了一个取巧的伪实现（有更好思路的欢迎在评论区留言）
#loopCnt=0,
#foundCycle=:[ #this == null ? false :
#loopCnt > 50 ? true :
(
#loopCnt = #loopCnt + 1,
#foundCycle(#this.nextInKToVBucket)
)]
因为我知道一个bucket不太可能有50个以上的节点，所以就通过遍历次数是否大于50来判断是否有环路。
完整的命令：
tt -i 1000 -w 'target.getApplicationContext().getBean("oaInfoManager").userCache.entrySet().{delegate}.{^ #loopCnt = 0,#foundCycle = :[ #this == null ? false : #loopCnt > 50 ? true : (#loopCnt = #loopCnt + 1, #foundCycle(#this.nextInKToVBucket))], #foundCycle(#this)}.get(0)' -x 2
获取 HashBiMap对象：target.getApplicationContext().getBean("oaInfoManager").userCache遍历所有entry，取出第一个有环路的entry -x 参数指定展开层级，我们需要将这个参数设置的比环要大一些，才能确保可以发现环路。这里我们的环路非常小，所以设置成了2
@BiEntry[
key=@String[张三],
value=@Long[1111],
nextInKToVBucket=@BiEntry[
key=@String[李四],
value=@Long[2222],
nextInKToVBucket=@BiEntry[张三=1111]
]
]
HashBiMap.forcePut方法，容易想到是因为并发导致了数据的不一致，这一点也可以验证，不过由于篇幅有限，这里就不再赘述。syncUserCache方法加一个synchronized关键字！结语
jstack命令也可以解决的了。但我们希望通过这样一个案例，向大家展示Arthas一些强大的功能，帮助大家打开思路，未来在遇到更复杂场景时，可以多一些趁手的工具！