如何模拟FullGC导致CPU满载问题

系列文章目录

第一章 如何保证多个线程的顺序执行？

第二章 如何排查线上环境内存使用过大？

第三章 如何模拟FullGC导致CPU满载问题？

前言

面试时，经常会问到线上问题排查，诸如内存占用过大，cpu满载，服务器告警等问题，该文就来说一下cpu满载的问题。

造成CPU满载的主要原因有：

• 频繁Full GC
• 代码死循环
• 线程死锁

下面就从第一个方面复现问题，后续会继续出其他情况的模拟

排查故障

一、构建模拟环境

创建springboot项目就省略了，上一章已经创建过，请参考！

配置VM options

-Xmx60m -Xms60m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps

根据默认的分配比例（1:2）可以得到，年轻代:老年代=20M:40M

年轻代中根据-XX:SurvivorRatio=8，得到eden:s0:s1 = 16M:2M:2M

二、Java VisualVM查看

在命令行输入，启动VisualVM

jvisualvm

可以看到详细的配置信息，包含自己手动添加的VM options

安装VisualGC插件

在最上面找到工具–>插件，安装VisualGC

查看内存分配情况

可以看到内存分配情况，和配置参数是预测的一致，eden:s0:s1 = 16:2:2
young:old = 20:40

三、模拟频繁Full GC

模拟频繁Full GC 导致CPU瞬间满载，代码如下（示例）：

@RestController
    @RequestMapping(value = "/memory")
    public class MemoryController {
        @GetMapping("/oom/{n}")
        public String oom(@PathVariable int n) throws InterruptedException {
            /**
             * 创建一个强引用的局部变量，执行完就回收
             */
            List<byte[]> memoryList = new ArrayList<>();
            /**
             * 每次请求生成一个n M大小的空间
             */
            memoryList.add(new byte[n * 1024 * 1024]);
            // 写一个sleep时间，让强引用时间长一点
            Thread.sleep(1000);
            return "success";
        }
    
        @GetMapping("/testCpu/{n}")
        public void testCpu(@PathVariable int n){
            // 模拟创建多个线程，每个线程创建一个10M的对象
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                new Thread(()->{
                    try {
                        oom(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }).start();
            }
        }
    }

浏览器频繁调用 http://127.0.0.1:8080/memory/testCpu/100

会出现如下情况

CPU瞬间满载，垃圾回收也达到满值

日志一直在打印FullGC进行垃圾回收

可以发现频繁FullGC会在瞬间导致CPU满载，出现服务器告警或者无法提供服务的情况，如果由于当时用户量大量增加，就会导致服务无法使用的情况。

解决思路

合理调整JVM堆内存比例，防止对象直接进入老年代，导致老年代空间不足，频繁FullGC

额外

手写springboot+orm项目，有用的话还请star一下
https://github.com/AnswerYL/custom