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WAS的异常高CPU占用率分析方法

wascpu占用高 
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来源URL：http://blog.csdn.net/fightfordream/article/details/6103850

WAS的异常高CPU占用率分析方法

问题描述
系统管理员或用户注意到 WebSphere Application Server 进程消耗大量的 CPU 资源，并想要了解是哪个方面消耗了大量 CPU 资源，以及导致出现这种现象的原因。

 

故障排除
请注意，并非下面所有任务都需要完成。有些问题仅通过执行几项任务就可以解决。

 

为什么发生此问题？
发生此问题有许多原因：WebSphere Application Server 本身、用户创建的线程、不良编码习惯或第三方软件。遗憾的是，证明在什么地方发生此问题有时候非常困难。本模式尝试通过利用特定操作命令和收集数据来帮助排除此问题。

收集高 CPU 占用率的数据
对于有关收集高 CPU 占用率的数据的特定操作信息，请根据您的操作系统执行以下步骤。

 

 

转换为十六进制号码

备注：为协助您计算在本模式中讨论的十六进制值，您可以在 Shell 脚本中使用下列行将十进制号码转换为十六进制号码。如果您使用 Unix 操作系统，那么转换会很方便。

dec2hex.sh:
    printf "dec -> hex:  %d = %x /n" ${1} ${1}
用法：
    $ sh dec2hex.sh 755
    dec -> hex:  755 = 2f3

 

AIX

  1. 执行： ps -mp <WAS_JAVA_PID> -o THREAD 以查找正在占用 CPU 的 tid。 
    您应当查看“CP”列（表示 CPU 占用率），看其中哪些线程的此项值比较高并从中挑选一个线程。
  1. 通过执行以下命令对服务器进行 Thread Dump：
    kill -3 <WAS_JAVA_PID>
  1. 运行： dbx -a <WAS_JAVA_PID>
  1. 在 dbx 中时，运行 dbx thread命令（以列出所有线程）。
  1. 查找与您通过 ps -mp <PID> -o THREAD 命令获取的 TID 匹配的行。  该行中的号码应当采用“$t<NUM>”格式，其中“NUM”是一个号码。
  1. 在 dbx 中时，运行 dbx 命令 th info <TID>（此 TID 来自上一步骤，该步骤在 $t<NUM>后面列出号码）以获取关于该线程的信息。
  1. 从第 3 步骤的输出中，在“general”下查找“pthread_t”，并记录该十六进制号码。
  1. 非常重要说明：在 dbx 提示符下，您需要在完成操作时在 dbx 命令行键入“detach”，否则，如果您在连接到进程时只要一退出，dbx 将终止该进程！
  1. 记下“p_thread_t”输出中的十六进制值，并在 Thread Dump 中搜索其中哪个线程的“native ID”等于该值。 

这将为您揭示造成高 CPU 占用率问题的线程。


下面是 AIX 系统中上述进程的一个示例：

1、ps -mp 250076 -o THREAD 将显示以下内容：

USER    PID   PPID     TID ST  CP PRI SC    WCHAN        F     TT BND COMMAND
    usera 250076 217266      -  A   38  60 72        *   242011  pts/0   - /WebSphere/jdk130/...
       -      -      -  315593 Z    0  97  1        -   c00007      -   - -
       -      -      -  344305 S    0  60  1 f1000089c020e200   400400      -   - -
       -      -      -  499769 S    0  60  1 f1000089c0213a00   400400      -   - -
       -      -      -  540699 S    0  60  1 f100008790008440  8410400      -   - -
       -      -      -  544789 S    0  60  1 f100008790008540  8410400      -   - -
       -      -      -  548883 S    0  60  1 f100008790008640  8410400      -   - -
       -      -      -  552979 S    0  60  1 f100008790008740  8410400      -   - -
       -      -      -  565283 Z    0  60  1        -   c00007      -   - -
       -      -      -  585783 S    0  60  1 f100008790008f40  8410400      -   - -
       -      -      -  589865 Z    0  80  1        -   c00007      -   - -
       -      -      -  593959 S    1  60  1 f100008790009140  8410400      -   - -
       -      -      -  610365 S    0  60  1 f100008790009540  8410400      -   - -
       -      -      -  614453 S    0  60  1 f100008790009640  8410400      -   - -
       -      -      -  618547 S    0  60  1 f100008790009740  8410400      -   - -
       -      -      -  622645 S    0  60  1 f100008790009840  8410400      -   - -
       -      -      -  626743 S    0  60  1 f100008790009940  8410400      -   - -
       -      -      -  630841 S    0  60  1 f100008790009a40  8410400      -   - -
       -      -      -  634941 S    0  60  1 f100008790009b40  8410400      -   - -
       -      -      -  639037 S    0  60  1 f100008790009c40  8410400      -   - -
       -      -      -  643135 S    0  60  1 f100008790009d40  8410400      -   - -
       -      -      -  647233 S    0  60  1 f100008790009e40  8410400      -   - -
       -      -      -  651331 S    0  60  1 f100008790009f40  8410400      -   - -
       -      -      -  655429 S    0  60  1 f10000879000a040  8410400      -   - -
       -      -      -  659527 S    0  60  1 f10000879000a140  8410400      -   - -
       -      -      -  663625 S    0  60  1 f10000879000a240  8410400      -   - -
       -      -      -  667723 S   37  78  1 f1000089c020f150   400400      -   - -
       -      -      -  671821 S    0  60  1 f10000879000a440  8410400      -   - -
       -      -      -  675919 S    0  60  1        -   418400      -   - -
       -      -      -  680017 S    0  60  1 f10000879000a640  8410400      -   - -
       -      -      -  684115 S    0  60  1 f10000879000a740  8410400      -   - -
       -      -      -  688213 S    0  60  1 f10000879000a840  8410400      -   - -
       -      -      -  692311 S    0  60  1 f10000879000a940  8410400      -   - -
       -      -      -  696409 S    0  60  1 f10000879000aa40  8410400      -   - -
       -      -      -  712801 S    0  60  1 f10000879000ae40  8410400      -   - -
       -      -      -  716899 S    0  60  1 f10000879000af40  8410400      -   - -
    ……

 

  1. 通过 kill -3 <WAS_JAVA_PID>产生该 WAS_JAVA_PID 的 Thread Dump
  1. 检查 ps -mp <WAS_JAVA_PID> -o THREAD命令所输出的信息。
    注意，TID "667723" 在 CP 列中有一个高值（它达到“37”，而其它 TID 几乎为 0）。
  1. 运行 dbx -a 250076以连接到 WebSphere Application Server 进程。
  1. 运行 thread 命令以列出所有本地线程。
    下面只显示相关线程的一个代码片断：

thread  state-k     wchan    state-u    k-tid   mode held scope function
 .....

 $t15    wait      0xf10000879000a140 blocked   659527     k   no   sys  _event_sleep
 $t16    wait      0xf10000879000a240 blocked   663625     k   no   sys  _event_sleep
 $t17    run                  running  667723     k   no   sys  JVM_Send         
 $t18    wait      0xf10000879000a440 blocked   671821     k   no   sys  _event_sleep
 $t19    wait                 running  675919     k   no   sys  poll             
 $t20    wait      0xf10000879000a640 blocked   680017     k   no   sys  _event_sleep
 .....

 

  1. 运行 th info 17 命令以获取关于该本地线程的必要信息：

 

(dbx) th info 17
     thread  state-k     wchan    state-u    k-tid   mode held scope function
     $t17    run                  running   667723     k   no   sys  JVM_Send

          general:
             pthread addr = 0x3ea55c68         size         = 0x244
             vp addr      = 0x3e69e5e0         size         = 0x2a8
             thread errno = 2
             start pc     = 0x300408b0
             joinable     = no
             pthread_t    = 1011
          scheduler:
             kernel       =
             user         = 1 (other)
          event :
             event        = 0x0
             cancel       = enabled, deferred, not pending
          stack storage:
             base         = 0x3ea15000         size         = 0x40000
             limit        = 0x3ea55c68
             sp           = 0x3ea55054

 

  1. 非常重要说明：在 dbx 提示符下运行“detach”以从 WebSphere Application Server Java 进程中分离。 警告:☆☆☆☆☆!
  1. 记下上述“pthread_t”的数值，并用来查找 WebSphere Application Server 进程Thread Dump 中的正确线程。
  1. 从早期进行的 Thread Dump 中，您可以将十六进制号码“1011”与 Thread Dump 中在“native ID”之后的号码进行匹配。

下面是匹配此十六进制号码并造成高 CPU 占用率问题的线程示例：

 

3XMTHREADINFO      "Servlet.Engine.Transports:915" (TID:0x34B82C78, sys_thread_t:0x778F7670, state:MW, native ID:0x1011) prio=5

4XESTACKTRACE          at com.henry.util.JSONWriter.putValue(JSONWriter.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.henry.util.JSONWriter.putNextValue(JSONWriter.java(Inlined Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at person._FPT_5F_I_5F_0002_5F_1Pay_jsp_0.toAccountList2JsonArray(_FPT_5F_I_5F_0002_5F_1Pay_jsp_0.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at person._FPT_5F_I_5F_0002_5F_1Pay_jsp_0._jspService(_FPT_5F_I_5F_0002_5F_1Pay_jsp_0.java:392)

4XESTACKTRACE          at org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase.service(HttpJspBase.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at org.apache.jasper.runtime.JspServlet$JspServletWrapper.service(JspServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at org.apache.jasper.runtime.JspServlet.serviceJspFile(JspServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at org.apache.jasper.runtime.JspServlet.service(JspServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.ibm.servlet.engine.webapp.StrictServletInstance.doService(ServletManager.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.ibm.servlet.engine.webapp.StrictLifecycleServlet._service(StrictLifecycleServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.ibm.servlet.engine.webapp.ServicingServletState.service(StrictLifecycleServlet.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.ibm.servlet.engine.webapp.StrictLifecycleServlet.service(StrictLifecycleServlet.java(Inlined Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.ibm.servlet.engine.webapp.ServletInstance.service(ServletManager.java(Compiled Code))

4XESTACKTRACE          at com.ibm.servlet.engine.webapp.ValidServletReferenceState.dispatch(ServletManager.java(Compiled Code))

 

 

 

 


 

Windows

使用 pslist
您可以在 Windows 中使用 pslist 并获取 java 进程的线程详细信息。  pslist可从以下网址得到：http://www.microsoft.com/technet/sysinternals/ProcessesAndThreads/PsList.mspx

  1. 运行 pslist -d <WAS Java PID> 并将输出结果重定向到一个文件。 
  1. 重复几次这个操作，以便您能够看到一种模式。

您将看到“用户时间”和“内核时间”不断增加。

  1. 在若干次迭代后对 WAS 服务器进行 Thread Dump。
  1. 记下步骤 1 中看起来正在增加的线程 ID 号，将十进制值改为十六进制值（您可以使用 Windows 中的计算功能）。
  1. 根据“nid=0x<步骤 3 的十六进制值>”检查 Thread Dump，直到您找到出现问题的线程。

 

使用 Process Explorer
您还可以使用 Systinternals 提供的 Process Explorer http://www.microsoft.com/technet/sysinternals/ProcessesAndThreads/ProcessExplorer.mspx。 

该工具直观动态显示 CPU 占用率。 由于 Process Explorer 没有记录功能或历史记录，您必须监视该程序并记录占用几乎全部 CPU 资源的 Java 进程的线程 ID。 若要通过 Process Explorer 达到上述目的：

  1. 查找 java 进程，然后右键单击并选择属性。
  1. 单击“Threads”选项卡以显示与此 java 进程关联的所有线程。
  1. 您可以单击以“MSVCRT.dll+<一些十六进制偏移量>”形式列出的其中一个线程。

您可以看到在下面窗格中列出的“Thread ID”。

  1. 观察哪一个线程占用最多 CPU 资源。
  1. 进行 WAS 服务器的 Thread Dump。
  1. 记下步骤 4 中看起来正在占用 CPU 的线程 ID 号，将十进制值改为十六进制值（您可以使用 Windows 中的计算功能）。
  1. 根据“native ID=0x<十六进制值>”检查 Thread Dump，直到您找到出现问题的线程。

 

下面是仅使用 pslist 和 Thread Dump 的步骤示例：

1.         运行 pslist -d 172

 

java 1720:
Tid Pri    Cswtch            State     User Time   Kernel Time   Elapsed Time
1520   8      9705     Wait:UserReq  0:00:23.734   0:00:01.772    0:04:55.264
1968   9      2233     Wait:UserReq  0:00:04.606   0:00:00.040    0:04:54.874
1748  15       146     Wait:UserReq  0:00:00.010   0:00:00.010    0:04:54.863
1744  11        62     Wait:UserReq  0:00:00.010   0:00:00.000    0:04:54.853
1420  15         3     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:54.563
1856  15         7     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:54.563
1860   9      3157     Wait:UserReq  0:00:03.314   0:00:00.160    0:04:54.563
 412  15      5888   Wait:DelayExec  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:54.553
1864   8         3     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:50.567
1660  15        61     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:42.125
2020   8         2     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:42.025
1532   8         2     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:42.015
1332   8         2     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:04:42.005
…..

 

  1. 一段时间后再次进行相同的输出，以获得线程的另一个快照，查明哪一个线程已经显著增大。
  1. 确定要进一步检查的线程 ID (TID)。 
  2. 再次运行 pslist： pslist -d 1720

 

java 1720:
  Tid Pri    Cswtch            State     User Time   Kernel Time   Elapsed Time
1520   8      9705     Wait:UserReq  0:00:23.734   0:00:01.772    0:08:14.511
1968   8      6527     Wait:UserReq  0:00:06.309   0:00:00.070    0:08:14.120
1748  15       157     Wait:UserReq  0:00:00.010   0:00:00.010    0:08:14.110
……
2072   8        13     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:08:01.231
2068   8        20     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:08:01.221
2044   8        15     Wait:UserReq  0:00:00.000   0:00:00.000    0:08:01.221
2000   8       657     Wait:UserReq  0:00:00.090   0:00:00.010    0:08:01.211
 588  10     59123     Wait:UserReq  0:00:48.830   0:00:02.633    0:08:01.211
1784   8       150     Wait:UserReq  0:00:00.090   0:00:00.000    0:08:01.201
1756   8       251     Wait:UserReq  0:00:00.941   0:00:00.000    0:08:01.201
1716   8         6       Wait:Queue  0:00:00.000   0:00:00.000    0:08:01.191
1800   8      1457       Wait:Queue  0:00:00.761   0:00:00.210    0:08:01.191
……

 

注意，线程 ID 588 正在使用最多的用户/内核时间，因此占用最多的 CPU 资源。显然，该线程有问题。

  1. 记录线程 ID 号 588，并将其转换为十六进制值 (0x24c)。 
  1. 查看您在出现问题时所记下的 Thread Dump，并查找“native ID=0x24c”。
    从以下输出中可以看出，它对应于 Thread Dump 中的线程：

 

3XMTHREADINFO      "Servlet.Engine.Transports:915" (TID:0x34B82C78, sys_thread_t:0x778F7670, state:MW, native ID: 0x24c) prio=5
         at java.net.SocketOutputStream.socketWrite0(Native Method)
         at java.net.SocketOutputStream.socketWrite(SocketOutputStream.java:92)
         at java.net.SocketOutputStream.write(SocketOutputStream.java:136)
   ……
         at java.io.PrintWriter.write(PrintWriter.java:247)
         at java.io.PrintWriter.print(PrintWriter.java:378)
         at java.io.PrintWriter.println(PrintWriter.java:515)
         at examples.servlets.HelloWorld2.service(HelloWorld2.java:94)
         at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:853)
   ……

 

 

显然，问题出现在 socketWrite本地方法上，但表面看起来是 HelloWorld2.service()出错。

  1. 检查行号（HelloWorld2.java的第 94 行）以确定发生的情况。 从 service()方法的 HelloWorld2.java 代码片断：

 

89      out.println(ExampleUtils.returnHtmlHeader("Hello World 2"));
     90      out.println("<h4>");
     91          for (int i=0;i<100000000;i++) {
     92                  int j = 0;
     93                  j = j +i;
     94      out.println(defaultGreeting + " " + defaultName + "!");
     95          }
     96
     97      out.println("</h4>");
     98      out.println(ExampleUtils.returnHtmlFooter());

 

可以看出，由于某种原因，输出流是用一个非常长的“for loop”语句编写的。这是错误所在，也是此示例中造成高 CPU 占用率的原因。

如果改正此代码，则 CPU 就不会被完全占用。


 

Linux

  1. 获得最顶端输出并查找与之前启动了现占用 CPU 的 WAS 的那个用户 ID 相关联的 PID。 
  1. 通过 kill -3 <PID> 对 WebSphere Application Server 进行若干 Thread Dump
  1. 将步骤 1 中的 PID 号转换为一个十六进制值。 
    （用于 Linux 的 JVM 将 Java 线程作为本地线程实现，这使每个线程成为一个独立的 Linux 进程。）
  1. 在 Thread Dump 中搜索native ID 的值等于上一步骤中所得到的十六进制值的线程。 这将为您揭示造成高 CPU 占用率问题的线程。

 

下面是 Linux 系统中上述进程的一个示例：

  1. 获得 top输出并查找与之前启动了现占用 CPU 的 WAS 的那个用户 ID 相关联的 PID。 
  1. 将该号转换为一个十六进制值。 
    请参阅下面的     top 输出示例（这只是一个代码片断，因为对于单个 WAS 进程将启动更多的线程）。

    在 Linux 中，每个线程映射到一个不同于其它 Unix 形式的进程中。

 

PID    USER    PRI    NI    SIZE    RSS    SHARE    STAT     %CPU    %MEM    TIME    COMMAND
...........
22962    usera    9        0    86616    84M    26780        S            0.0            4.2        0:00        java
...........

 

如果 PID 为 22962，则十六进制值将是：0x59B2

  1. 使用此十六进制值并在 Thread Dump 中查找哪个 native ID 等于该值，以便从 Thread Dump 中获取正确的线程。

    例如，如果某个线程出现问题，则 0x59B2 将对应于该线程：

 

 

3XMTHREADINFO      "Servlet.Engine.Transports:915" (TID:0x34B82C78, sys_thread_t:0x778F7670, state:MW, native ID: 0x59B2) prio=5
       at java.lang.Object.wait(Native Method)
        at java.lang.Object.wait(Object.java:415)
        ……

 

  1. 然后，您可以检查该线程以确定它正在执行的任务以及是否出现问题。 

 

在上述示例中，由于该线程此时占用 0% 的 CPU，所以只显示执行此操作的进程。理想状态下，应当迅速并且连续完成全部三个步骤，以便尽可能及时地捕捉数据。这可以通过类似下面的一个简单的 shell 脚本来完成。

#
# Takes an argument (PID of the WAS process) and loops three times.  This will append the prstat information to a file called dump_high_cpu.txt.  The thread dump information will either be in file where stdout was redirected or printed on the screen.
#

for loopnum in 1 2 3
do
   top -b -n1>> dump_high_cpu.txt
   kill -3  $1
   echo "cpu snapshot and thread dump done. #" $loopnum
   sleep 1
   echo "Done sleeping."
done
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| AIX6.1上WAS服务器CPU占用高的处理步骤
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