通过Java thread dump分析找到耗费CPU最高的源代码
作者：胡家辉 2010-04-11
最近产品在运行过程中出现了性能问题，在很低的流量的情况下CPU就达到40%，流量稍高时CPU就达到98%。
产品是Java写的，运行于JBOSS平台。操作系统为redhat linux。当你通过top命令发现你的应用程序的进程占用CPU达98%时，我想你肯定想知道究竟是哪个地方耗费了如此的CPU处理时间。通过thread dump分析就可以找到，但这只是解决问题的第一步，即找到问题的所在。
首先：如何产生thread dump日志？
第一步：找到应用程序所在的进程号，通过top命令可以找到，不详述。
第二步：执行kill -3 pid获取thread dump日志（pid就是第一步获取到的）。注意：在不同的linux环境下执行输出的日志的地方可能不同。在IBM的PowerPC小型机上的linux上执行kill -3 pid会在工作目录下产生类似javacore.20100409.161739.7614.0001.txt的文件。而在我所在的环境中，thread dump信息输出到JBOSS的日志文件中的。
其次：获取线程信息
大多数服务器应用都是多线程，因此必须查到具体是哪些线程占用的CPU高。通过top –H命令可以查看到应用程序的线程信息及占用CPU的情况。
如下所示：
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
4280 nbg-syst 18 0 3608m 2.0g 21m R 93.6 25.9 5004:49 java
4279 nbg-syst 18 0 3608m 2.0g 21m R 92.6 25.9 4876:40 java
4281 nbg-syst 18 0 3608m 2.0g 21m R 92.6 25.9 3892:54 java
4282 nbg-syst 18 0 3608m 2.0g 21m R 91.2 25.9 4954:40 java
4244 nbg-syst 15 0 3608m 2.0g 21m S 3.3 25.9 168:34.04 java
PID所在的列即是对应的线程ID，这是十进制的。
最后：找到耗费CPU高的线程及对应的源代码
取上面耗费CPU最高的第一行的PID 4280，将其转化为十六进制得到0x10b8。然后在thread dump日志中搜索0x10b8，将会搜到如下信息：
"Stack.ClientSelector-1" daemon prio=10 tid=0x000000004baeec00 nid=0x10b8 runnable [0x0000000053169000..0x0000000053169c90]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method)
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.poll(Unknown Source)
at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.doSelect(Unknown Source)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.lockAndDoSelect(Unknown Source)
- locked <0x00002aaac4105468> (a sun.nio.ch.Util$1)
- locked <0x00002aaac4131670> (a java.util.Collections$UnmodifiableSet)
- locked <0x00002aaac3f79c78> (a sun.nio.ch.EPollSelectorImpl)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(Unknown Source)
at com.*****.warlock.protocolstack.impl.layer2.nio.ActiveSelectorImpl.callSelect(ActiveSelectorImpl.java:288)
at com. *****.warlock.protocolstack.impl.layer2.nio.ActiveSelectorImpl.run(ActiveSelectorImpl.java:163)
上面日志中的nid即是线程号。这样可以清晰的看到耗费CPU的源代码的具体位置，可以精确到行号。
备注：上面有部分采用*****是为了屏蔽公司版权信息而设置的，不是*哈。以上举例都是基于HP Blade硬件，redhat企业版操作系统和Sun的JDK。
结束语：thread dump的作用远不只一点，比如还可以从中发现很多应用程序运行问题，比如死锁等。对于该日志还有一个Eclipse插件的可视化分析工具lockness，我试了一下感觉不错。大家可以参考（3）。
下面是关于这个话题的很好的参考资料，一并列出供大家参考。
参考文献：
（1） http://weblogic.sys-con.com/node/44027 Analyzing Java Application Problems--Using Java thread dumps to assess the problem
（2） http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/wasinfo/v4r0/index.jsp?topic=/com.ibm.support.was40.doc/html/100__CPU_Usage/swg21162381.html Determining which Java thread is consuming CPU cycles on Solaris systems
（3） http://lockness.plugin.free.fr/home.php Lockness Eclipse Plugin for thread dump GUI analysis tool
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第三章-局域网-思维导图
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