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          問題現象

          vrs后臺系統從某一時間點,根據已查結果,追溯到幾個月前上線的PGC審核功能引起。

          近期大概一周左右運營使用時會反饋系統訪問越來越來慢,最終系統崩潰,無法訪問。因為之前媒資每周都會有功能上線,把這個問題覆蓋掉了,未能很快暴露出來。
          實際上,通過Zabbix觀察監控cpu、swap占用都是比較高的。
           

          1031問題分析之CPU 100%

          10-31日出現過一次問題,服務器上執行top命令按鍵1觀察始終有一個cpu占用總100%,懷疑可能是因后臺服務請求過多CPU繁忙導致訪問慢。

          將后臺服務切到備機,通過堆棧分析具體那段代碼引起的CPU占用100%問題。

          問題定位過程:

          1)jps -m 非常方便直接定位所有的Java進程pid

                [root@cdn ldw]# jps -m | grep 28081

                6687 WatchdogManager start -conf /ldw/conf/resin/resin-mms-webapp-28081.xml --log-directory /ldw/apps/resin/log

                6734 Resin --root-directory /ldw/apps/resin/ -conf /ldw/conf/resin/resin-mms-webapp-28081.xml -server default -socketwait 15304 start --log-directory /ldw/apps/resin/log

          2)jstack -l pid > jstack1031.log命令打印棧信息,如果因某些原因無法成功打印,
               可以使用kill -3 pid,輸出到jvm日志中,resin服務器默認輸出到jvm-default.log日志中】
          3)查找占用CPU資源最高的進程id,使用top -H -p pid 查看進程pid的所有的線程,默認是按照%CPU高~低排序。
                或者直接使用top查看, shift+H顯示所有的線程,默認按照%CPU高~低排序。
                找到占用CPU利用率最高的pid,一般CPU利用率達到90%以上,將pid轉換為16進制,方法有很多種,我使用linux自帶python命令:hex(pid),很方便。
          4)根據轉換的16進制去jstack.log日志中查找基本能定位到具體哪行代碼的問題。
                "reportThirdException" daemon prio=10 tid=0x00007f8bd450b800 nid=0x12c4 runnable [0x00007f8b906ac000]
                 java.lang.Thread.State: RUNNABLE
                     at com.xxx.interfaces.util.NoticeMonitorSysHelper$ThreadStatue$1.run(NoticeMonitorSysHelper.java:167)
                     at java.lang.Thread.run(Thread.java:722) 

          5)fix代碼,重新部署上線

                觀察cpu迅速降到正常值,swap值也降下來了,第二天觀察cpu、swap并沒有明顯的增加。

          6)在備機切換到線上機器前,通過jmap打印出JVM堆內存信息

                 jmap -dump:live,format=b,file=heap1031.bin <pid>

           

          1212問題分析之內存泄漏

          12-11日晚VRS系統又一次服務Down掉,但是當時收到反饋后并沒有及時切到備機,未能及時保留問題現場,緊急重啟后暫時恢復服務,此時距離上一次上線間隔為9D。

          通過Zabbix監控來看swap內存這些天每天都在升高,最大值占用了接近4G,可服務器總內存不過才6G,初步定位肯定是Java應用內存泄漏導致。

          第二天一塊討論這塊問題如何排查,內存泄漏一般通過jstack輸出的棧很難定位到問題,只能對JVM堆內存信息做分析。

          這次問題也聯想到上次故障處理后,實際并沒有找到問題根本原因,想到了1031日存留過JVM堆信息heap1031.bin,然后下載到本地通過MAT(Eclipse插件)進行內存分析。也可以通過其他工具如jhat,但不如MAT直觀。

           

          問題定位過程:

          進入Eclipse:Memory analysis

          選擇File—》Open Head Dump…打開heap1031.bin

          會彈出一個對話框,選擇Leak Suspects Report 【自動檢測存疑的泄漏點,會報告出那些存活的對象以及這些對象沒有被gc的原因】

          MAT會自動分析出內存大致情況,直方圖顯示內存占用以及Problem Suspect

          通過以上會看到1635個JPEGImageReader實例沒有被釋放,可能這個是導致內存泄漏的根源,也說明跟系統裁圖功能有關,縮小了問題定位范圍。

          沒有釋放資源懷疑可能是IO流沒有正常關閉導致,因JVM堆棧轉存只看到底層代碼,具體還要進一步分析程序源代碼。

          下一步,點擊Details

          再點擊下面的Class Name,查看Inspector【顯示了當前顯示類或對象的詳細信息】

          通過Inspector能知道使用了javax.imageio.ImageReader接口,我們處理圖片的任務都在ImageResize.java類中,然后對這塊代碼進行分析排查。

          最初懷疑自動截圖這塊的影響,單獨對自動截圖功能做批量測試,循環截圖100,1000次dump內存看基本都沒有太大變化。

          代碼排查:

          try{

           //ImageReader聲稱能夠解碼指定格式  
           Iterator<ImageReader> it = ImageIO.getImageReadersByFormatName(ext);
           ImageReader reader = it.next();
           // 輸入源中的圖像將只按順序讀取 
           reader.setInput(iis, true);
           int srcWidth = reader.getWidth(0); // 源圖寬度
           int srcHeight = reader.getHeight(0); // 源圖高度
           if (srcWidth >= destWidth && srcHeight >= destHeight) {

              // 處理圖片...

              reader.dispose();

           }

          } catch (Exception e) {

            logger.error("Cut image failed, src_image_file:{}, error:{}, ", srcImageFile, e.getMessage(), e);
          } finally {

           // ...

          }


          從ImageReader入手查看代碼,發現調用了dispose方法,但是只在try中做了調用,finally中并沒有調用dispose方法。懷疑如果if條件不成立或者有異常發生,則不會調用dispose方法。

          查看下dispose方法的含義,如果不再使用這個ImageReader對象時,必須調用這個方法釋放資源;否則,可能導致資源(內存)無限的被占用。

          /**

               * Allows any resources held by this object to be released.  The

               * result of calling any other method (other than

               * <code>finalize</code>) subsequent to a call to this method

               * is undefined.

               *

               * <p>It is important for applications to call this method when they

               * know they will no longer be using this <code>ImageReader</code>.

               * Otherwise, the reader may continue to hold on to resources

               * indefinitely.

               *

               * <p>The default implementation of this method in the superclass does

               * nothing.  Subclass implementations should ensure that all resources,

               * especially native resources, are released.

               */

          public void dispose() {

          }


          找到這個原因時很興奮,所以我們將try中的reader.dispose()代碼注釋掉,直接做截圖測試,100,1000,然后打印JVM堆棧轉存用MAT分析,印證了上面的分析結果。

          然后修復這個Java類+log(不符合預期的log打印),部署上線了。

           

          因為已知道了JPEGImageReader實例未被釋放,故可通過命令jmap -histo:live <pid> | grep ImageReader 【jmap -histo:live <pid> 分析具體的對象數目和占用內存大小】

          在線上來查看JPEGImageReader instances數量變化,大概觀察1個小時左右,發現JPEGImageReader instances>5了,而且也沒有不符合條件的log輸出,正常應該釋放掉的,難道還是有內存泄漏?

          然后,繼續分析代碼,根據ImageReader搜索了下整個代碼庫,發現有個PgcAuditServiceImpl.java PGC審核里也有引用的代碼。

          Iterator<ImageReader> it = ImageIO.getImageReadersByFormatName(ext);
          reader = it.next();

          //這里沒有調用dispose()


          這塊僅使用了ImageReader獲取width和height,之后并沒有調用dispose方法,盡快修復重新上線。

          持續觀察一段時間,jmap查看類及對象情況:

          [root@cdn ~]# jmap -histo:live 28093 | grep ImageReader

          1905:             1             88  com.sun.imageio.plugins.gif.GIFImageReaderSpi

          1913:             1             88  com.sun.imageio.plugins.bmp.BMPImageReaderSpi

          1917:             1             88  com.sun.imageio.plugins.wbmp.WBMPImageReaderSpi

          1922:             1             88  com.sun.imageio.plugins.png.PNGImageReaderSpi

          1924:             1             88  com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReaderSpi

          2685:             2             48  com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader$CallBackLock$State

          3881:             1             24  [Lcom.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader$CallBackLock$State;

          com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader$CallBackLock$State,內部靜態類CallBackLock和State,所以有2個instances

          [Lcom.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader$CallBackLock$State; 1個Class對象

          持續觀察幾天性能指標平穩,服務器cpu、swap、load對于內存泄漏前占用都非常少了。

          經過以上分析,實際本次故障罪魁禍首是在PGC審核截圖引起。香港vrs因運營沒有使用到PGC審核功能所以也不會觸發內存泄漏問題。

           

          服務器性能指標前后變化情況:

          內存泄漏時內存使用情況:


          解決后內存使用情況:
           

          內存泄漏時CPU使用情況:

          解決后CPU使用情況:

           

          內存泄漏時Load性能:

          解決后Load性能:

           

          總結

          1)Java應用中的CPU 100%、內存泄漏兩種排錯方式以及具體命令,工具使用上面都已做了說明,可做參考。
          2)關注新的監控系統falcon將這些重要服務器性能指標加上監控,超過閾值告警。
          3)系統功能上線后,有意識的對服務器性能指標巡邏或許能提前發現異常并提早解決。
          4)更多詳細MAT使用,網上大量文章可參閱。
          5)建議使用Apache Commons Imaging替代Java自身的裁圖功能,可以避免顯示調用dispose釋放資源等問題。
          posted on 2016-12-22 23:01 David1228 閱讀(4622) 評論(2)  編輯  收藏 所屬分類: JAVAJ2EE性能優化

          FeedBack:
          # re: JAVA應用CPU占用100%|內存泄漏分析總結
          2017-10-18 10:25 | Jet Mah
          文章中的圖片都無法顯示了  回復  更多評論
            
          # re: JAVA應用CPU占用100%|內存泄漏分析總結
          2018-05-28 20:07 | David1228
          @Jet Mah
          這有可能是blogjava網站做了遷移,將圖片數據丟了,抽空我重新上傳下。謝謝關注  回復  更多評論
            

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