Java后端线上问题排查常用命令收藏

沙海
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2021年3月20日04:38:20
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点击上方蓝色"小哈学Java",选择"设为星标"回复"资源"获取独家整理的学习资料!管理程序维护另一个虚拟处理器时,虚拟CPU的无意识等待时间百分比。如果%idle值持续低于10,表明CPU处理能力相对较低,系统中最需要解决的资源是CPU。。一秒中有百分之多少的时间用于I/O如果%util接近100%,说明产生的I/O请求太多,I/O系统已经满负荷。最近面试BAT,整理一份面试资料《Java面试BATJ通关手册》,覆盖了Java核心技术、JVM、Java并发、SSM、微服务、数据库、数据结构等等。

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Java后端线上问题排查常用命令收藏

小哈学Java

点击上方蓝色“小哈学Java”,选择“设为星标”回复“资源”获取独家整理的学习资料!

作者:xiaolyuh

本文来源:http://r6d.cn/b97q7

内存瓶颈

free

free是查看内存使用情况,包括物理内存、交换内存(swap)和内核缓冲区内存。

free -h -s 3表示每隔三秒输出一次内存情况,命令如下

[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ free              total        used        free      shared  buff/cache   availableMem:      119623656    43052220    45611364     4313760    30960072    70574408Swap:             0           0           0[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ free -h -s 3              total        used        free      shared  buff/cache   availableMem:           114G         41G         43G        4.1G         29G         67GSwap:            0B          0B          0B              total        used        free      shared  buff/cache   availableMem:           114G         41G         43G        4.1G         29G         67GSwap:            0B          0B          0B
  • Mem:是内存的使用情况。

  • Swap:是交换空间的使用情况。

  • total:系统总的可用物理内存和交换空间大小。

  • used:已经被使用的物理内存和交换空间。

  • free:还有多少物理内存和交换空间可用使用,是真正尚未被使用的物理内存数量

  • shared:被共享使用的物理内存大小。

  • buff/cache:被 buffer(缓冲区) 和 cache(缓存) 使用的物理内存大小。

  • available:还可以被应用程序使用的物理内存大小,它是从应用程序的角度看到的可用内存数量,available ≈ free + buffer + cache

交换空间(swap space)

swap space 是磁盘上的一块区域,当系统物理内存吃紧时,Linux 会将内存中不常访问的数据保存到 swap 上,这样系统就有更多的物理内存为各个进程服务,而当系统需要访问 swap 上存储的内容时,再将 swap 上的数据加载到内存中,这就是常说的换出和换入。交换空间可以在一定程度上缓解内存不足的情况,但是它需要读写磁盘数据,所以性能不是很高。

vmstat(推荐)

vmstat(VirtualMeomoryStatistics,虚拟内存统计)是Linux中监控内存的常用工具,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU等的整体情况进行监视,推荐使用。

vmstat 5 3表示每隔5秒统计一次,一共统计三次。

[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ vmstat 5 3procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st 8  0      0 45453212 374768 30763728    0    0    14    99    1    1 11 10 78  0  110  0      0 45489232 374768 30763360    0    0     2  1275 95118 97908 13 11 75  0  1 6  0      0 45452908 374768 30765148    0    0     0  3996 89924 92073 12 10 78  0  1

procs

r:表示运行和等待CPU时间片的进程数(就是说多少个进程真的分配到CPU),这个值如果长期大于系统CPU个数,说明CPU不足,需要增加CPUb:表示在等待资源的进程数,比如正在等待I/O或者内存交换等。

memory

swpd:表示切换到内存交换区的内存大小,即虚拟内存已使用的大小(单位KB),如果大于0,表示你的机器物理内存不足了,如果不是程序内存泄露的原因,那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器free:表示当前空闲的物理内存。buff:表示缓冲大小,一般对块设备的读写才需要缓冲 Cache:表示缓存大小,一般作为文件系统进行缓冲,频繁访问的文件都会被缓存,如果cache值非常大说明缓存文件比较多,如果此时io中的bi比较小,说明文件系统效率比较好。

swap

si:表示数据由磁盘读入内存;通俗的讲就是每秒从磁盘读入虚拟内存的大小,如果这个值大于0,表示物理内存不够用或者内存泄露了,要查找耗内存进程解决掉so:表示由内存写入磁盘,也就是由内存交换区进入内存的数据大小。

!! 注意:一般情况下si、so的值都为0,如果si、so的值长期不为0,则说明系统内存不足,需要增加系统内存

io

bi:表示由块设备读入数据的总量,即读磁盘,单位kb/s bo:表示写到块设备数据的总量,即写磁盘,单位kb/s

!! 注意:如果bi+bo的值过大,且wa值较大,则表示系统磁盘IO瓶颈。

system

in:表示某一时间间隔内观测到的每秒设备终端数。cs:表示每秒产生的上下文切换次数,这个值要越小越好,太大了,要考虑调低线程或者进程的数目。例如在apache和nginx这种web服务器中,我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试,选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调,压测,直到cs到一个比较小的值,这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是,每次调用系统函数,我们的代码就会进入内核空间,导致上下文切换,这个是很耗资源,也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换,导致CPU干正经事的时间少了,CPU没有充分利用,是不可取的。

!! 注意:这两个值越大,则由内核消耗的CPU就越多。

CPU

us:表示用户进程消耗的CPU时间百分比,us值越高,说明用户进程消耗CPU时间越多,如果长期大于50%,则需要考虑优化程序或者算法sy:表示系统内核进程消耗的CPU时间百分比,一般来说us+sy应该小于80%,如果大于80%,说明可能存在CPU瓶颈id:表示CPU处在空间状态的时间百分比。wa:表示IP等待所占用的CPU时间百分比,wa值越高,说明I/O等待越严重,根据经验wa的参考值为20%,如果超过20%,说明I/O等待严重,引起I/O等待的原因可能是磁盘大量随机读写造成的,也可能是磁盘或者监控器的贷款瓶颈(主要是块操作)造成的

sar

sar和free类似sar -r 3每隔三秒输出一次内存信息:

[root@localhost ~]# sar -r 3Linux 3.10.0-1062.el7.x86_64 (localhost.localdomain)    2020年04月28日  _x86_64_        (2 CPU)15时40分10秒 kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit  kbactive   kbinact   kbdirty15时40分13秒    106800   1314960     92.49      2144    573248   4110864    116.82    563664    498888        3615时40分16秒    106816   1314944     92.49      2144    573248   4110864    116.82    563668    498888        3615时40分19秒    106816   1314944     92.49      2144    573248   4110864    116.82    563668    498888        36

CPU瓶颈

查看机器cpu核数

CPU总核数 = 物理CPU个数 * 每颗物理CPU的核数 总逻辑CPU数 = 物理CPU个数 * 每颗物理CPU的核数 * 超线程数

查看CPU信息(型号)

[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ cat /proc/cpuinfo | grep name | cut -f2 -d: | uniq -c     32  Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v4 @ 2.20GHz

查看物理CPU个数

[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ cat /proc/cpuinfo| grep "physical id"| sort| uniq| wc -l16

查看每个物理CPU中core的个数(即核数)

[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniqcpu cores       : 2

查看逻辑CPU的个数

[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l32

top

在Linux内核的操作系统中,进程是根据虚拟运行时间(由进程优先级、nice值加上实际占用的CPU时间进行动态计算得出)进行动态调度的。在执行进程时,需要从用户态转换到内核态,用户空间不能直接操作内核空间的函数。通常要利用系统调用来完成进程调度,而用户空间到内核空间的转换通常是通过软中断来完成的。例如要进行磁盘操作,用户态需要通过系统调用内核的磁盘操作指令,所以CPU消耗的时间被切分成用户态CPU消耗、系统(内核) CPU 消耗,以及磁盘操作 CPU 消耗。执行进程时,需要经过一系列的操作,进程首先在用户态执行,在执行过程中会进行进程优先级的调整(nice),通过系统调用到内核,再通过内核调用,硬中断、软中断,让硬件执行任务。执行完成之后,再从内核态返回给系统调用,最后系统调用将结果返回给用户态的进程。

top可以查看CPU总体消耗,包括分项消耗,如User,System,Idle,nice等。Shift + H显示java线程;Shift + M按照内存使用排序;Shift + P按照CPU使用时间(使用率)排序;Shift + T按照CPU累积使用时间排序;多核CPU,进入top视图1,可以看到各各CPU的负载情况。

top - 15:24:11 up 8 days,  7:52,  1 user,  load average: 5.73, 6.85, 7.33Tasks:  17 total,   1 running,  16 sleeping,   0 stopped,   0 zombie%Cpu(s): 13.9 us,  9.2 sy,  0.0 ni, 76.1 id,  0.1 wa,  0.0 hi,  0.1 si,  0.7 stKiB Mem : 11962365+total, 50086832 free, 38312808 used, 31224016 buff/cacheKiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used. 75402760 avail Mem   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND   300 ymmapp    20   0 17.242g 1.234g  14732 S   2.3  1.1   9:40.38 java     1 root      20   0   15376   1988   1392 S   0.0  0.0   0:00.06 sh    11 root      20   0  120660  11416   1132 S   0.0  0.0   0:04.94 python    54 root      20   0   85328   2240   1652 S   0.0  0.0   0:00.00 su    55 ymmapp    20   0   17432   1808   1232 S   0.0  0.0   0:00.00 bash    56 ymmapp    20   0   17556   2156   1460 S   0.0  0.0   0:00.03 control.sh    57 ymmapp    20   0   11880    740    576 S   0.0  0.0   0:00.00 tee   115 ymmapp    20   0   17556   2112   1464 S   0.0  0.0   0:00.02 control_new_war   133 root      20   0  106032   4240   3160 S   0.0  0.0   0:00.03 sshd   134 ymmapp    20   0   17080   6872   3180 S   0.0  0.0   0:01.82 ops-updater   147 ymmapp    20   0   17956   2636   1544 S   0.0  0.0   0:00.07 control.sh  6538 ymmapp    20   0  115656  10532   3408 S   0.0  0.0   0:00.46 beidou-agent  6785 ymmapp    20   0 2572996  22512   2788 S   0.0  0.0   0:03.44 gatherinfo4dock 29241 root      20   0  142148   5712   4340 S   0.0  0.0   0:00.04 sshd 29243 1014154   20   0  142148   2296    924 S   0.0  0.0   0:00.00 sshd 29244 1014154   20   0   15208   2020   1640 S   0.0  0.0   0:00.00 bash 32641 1014154   20   0   57364   2020   1480 R   0.0  0.0   0:00.00 top

第一行:15:24:11 up 8 days, 7:52, 1 user, load average: 5.73, 6.85, 7.33:15:24:11 系统时间,up 8 days 运行时间,1 user 当前登录用户数,load average 负载均衡情况,分别表示1分钟,5分钟,15分钟负载情况。

第二行:Tasks: 17 total, 1 running, 16 sleeping, 0 stopped, 0 zombie:总进程数17,运行数1,休眠 16,停止0,僵尸进程0。

第三行:%Cpu(s): 13.9 us, 9.2 sy, 0.0 ni, 76.1 id, 0.1 wa, 0.0 hi, 0.1 si, 0.7 st用户空间CPU占比13.9%,内核空间CPU占比9.2%,改变过优先级的进程CPU占比0%,空闲CPU占比76.1IO等待占用CPU占比0.1%,硬中断占用CPU占比0%,软中断占用CPU占比0.1%,当前VM中的cpu 时钟被虚拟化偷走的比例0.7%。

第四和第五行表示内存和swap区域的使用情况。

第七行表示:

  • PID: 进程id

  • USER:进程所有者

  • PR:进程优先级

  • NI:nice值。负值表示高优先级,正值表示低优先级

  • VIRT:虚拟内存,进程使用的虚拟内存总量,单位kb。VIRT=SWAP+RES

  • RES:常驻内存,进程使用的、未被换出的物理内存大小,单位kb。RES=CODE+DATA

  • SHR:共享内存,共享内存大小,单位kb

  • S:进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程

  • %CPU:上次更新到现在的CPU时间占用百分比

  • %MEM:进程使用的物理内存百分比

  • TIME+:进程使用的CPU时间总计,单位1/100秒

  • COMMAND:进程名称(命令名/命令行)

计算在cpu load里面的uninterruptedsleep的任务数量

top -b -n 1 | awk '{if (NR<=7)print;else if($8=="D"){print;count++}}END{print "Total status D:"count}'[root@localhost ~]# top -b -n 1 | awk '{if (NR<=7)print;else if($8=="D"){print;count++}}END{print "Total status D:"count}'top - 15:35:05 up 1 day, 26 min,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05Tasks: 225 total,   1 running, 224 sleeping,   0 stopped,   0 zombie%Cpu(s):  2.5 us, 10.0 sy,  0.0 ni, 87.5 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 stKiB Mem :  1421760 total,   104516 free,   777344 used,   539900 buff/cacheKiB Swap:  2097148 total,  2071152 free,    25996 used.   456028 avail Mem   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMANDTotal status D:

sar

通过sar -u 3可以查看CUP总体消耗占比:

[root@localhost ~]# sar -u 3Linux 3.10.0-1062.el7.x86_64 (localhost.localdomain)    2020年05月01日  _x86_64_        (2 CPU)15时18分03秒     CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle15时18分06秒     all      0.00      0.00      0.17      0.00      0.00     99.8315时18分09秒     all      0.00      0.00      0.17      0.00      0.00     99.8315时18分12秒     all      0.17      0.00      0.17      0.00      0.00     99.6615时18分15秒     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.0015时18分18秒     all      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00    100.00
  • %user:用户空间的CPU使用。

  • %nice:改变过优先级的进程的CPU使用率。

  • %system:内核空间的CPU使用率。

  • %iowait:CPU等待IO的百分比 。

  • %steal:虚拟机的虚拟机CPU使用的CPU。

  • %idle:空闲的CPU。

在以上的显示当中,主要看%iowait%idle

  • 若 %iowait的值过高,表示硬盘存在I/O瓶颈;

  • 若 %idle的值高但系统响应慢时,有可能是 CPU 等待分配内存,此时应加大内存容量;

  • 若 %idle的值持续低于 10,则系统的 CPU 处理能力相对较低,表明系统中最需要解决的资源是 CPU;

定位线上最耗CPU的线程

准备工作

启动一个程序。arthas-demo是一个简单的程序,每隔一秒生成一个随机数,再执行质因数分解,并打印出分解结果。

curl -O https://alibaba.github.io/arthas/arthas-demo.jarjava -jar arthas-demo.jar[root@localhost ~]# curl -O https://alibaba.github.io/arthas/arthas-demo.jar  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed100  3743  100  3743    0     0   3022      0  0:00:01  0:00:01 --:--:--  3023[root@localhost ~]# java -jar arthas-demo.jar1813=7*7*37illegalArgumentCount:  1, number is: -180005, need >= 2illegalArgumentCount:  2, number is: -111175, need >= 218505=5*3701166691=7*23813105787=11*59*16360148=2*2*11*1367196983=3*3*43*509illegalArgumentCount:  3, number is: -173479, need >= 2illegalArgumentCount:  4, number is: -112840, need >= 239502=2*19751....

通过top命令找到最耗时的进程

[root@localhost ~]# toptop - 11:11:05 up 20:02,  3 users,  load average: 0.09, 0.07, 0.05Tasks: 225 total,   1 running, 224 sleeping,   0 stopped,   0 zombie%Cpu(s):  0.0 us,  0.7 sy,  0.0 ni, 99.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 stKiB Mem :  1421760 total,   135868 free,   758508 used,   527384 buff/cacheKiB Swap:  2097148 total,  2070640 free,    26508 used.   475852 avail MemChange delay from 3.0 to   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND 98344 root      20   0 2422552  23508  12108 S   0.7  1.7   0:00.32 java     1 root      20   0  194100   6244   3184 S   0.0  0.4   0:20.41 systemd     2 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.12 kthreadd     4 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H     6 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:20.25 ksoftirqd/0

找到进程号是98344。

找到进程中最耗CUP的线程

使用ps -Lp #pid cu命令,查看某个进程中的线程CPU消耗排序:

[root@localhost ~]# ps -Lp 98344 cuUSER        PID    LWP %CPU NLWP %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMANDroot      98344  98344  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:00 javaroot      98344  98345  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:04 javaroot      98344  98346  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:01 VM Threadroot      98344  98347  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:00 Reference Handlroot      98344  98348  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:00 Finalizerroot      98344  98349  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:00 Signal Dispatchroot      98344  98350  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:05 C2 CompilerThreroot      98344  98351  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:00 C1 CompilerThreroot      98344  98352  0.0   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:00 Service Threadroot      98344  98353  0.1   10  4.1 2422552 59060 pts/0   Sl+  11:09   0:19 VM Periodic Tas

TIME列可以看出那个线程耗费CUP多,根据LWP列可以看到线程的ID号,但是需要转换成16进制才可以查询线程堆栈信息。

获取线程id的十六进制码

使用printf '%x\n' 98345命令做进制转换:

[root@localhost ~]# printf '%x\n' 9834518029

查看线程堆栈信息

使用jstack获取堆栈信息jstack 98344 | grep -A 10 18029

[root@localhost ~]# jstack 98344 | grep -A 10 18029"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007fb88404b800 nid=0x18029 waiting on condition [0x00007fb88caab000]   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)        at java.lang.Thread.sleep(Native Method)        at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)        at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)        at demo.MathGame.main(MathGame.java:17)"VM Thread" os_prio=0 tid=0x00007fb8840f2800 nid=0x1802a runnable"VM Periodic Task Thread" os_prio=0 tid=0x00007fb884154000 nid=0x18031 waiting on condition

通过命令我们可以看到这个线程的对应的耗时代码是在demo.MathGame.main(MathGame.java:17)

grep -C 5 foo file 显示file文件里匹配foo字串那行以及上下5行grep -B 5 foo file 显示foo及前5行grep -A 5 foo file 显示foo及后5行

网络瓶颈

定位丢包,错包情况

watch more /proc/net/dev用于定位丢包,错包情况,以便看网络瓶颈,重点关注drop(包被丢弃)和网络包传送的总量,不要超过网络上限:

[root@localhost ~]# watch -n 2 more /proc/net/devEvery 2.0s: more /proc/net/dev                                                                                                                                                   Fri May  1 17:16:55 2020Inter-|   Receive                                                |  Transmit face |bytes    packets errs drop fifo frame compressed multicast|bytes    packets errs drop fifo colls carrier compressed    lo:   10025     130    0    0    0     0          0         0    10025     130    0    0    0     0       0          0 ens33: 759098071  569661    0    0    0     0          0         0 19335572  225551    0    0    0     0       0          0
  • 最左边的表示接口的名字,Receive表示收包,Transmit表示发送包;

  • bytes:表示收发的字节数;

  • packets:表示收发正确的包量;

  • errs:表示收发错误的包量;

  • drop:表示收发丢弃的包量;

查看路由经过的地址

traceroute ip可以查看路由经过的地址,常用来统计网络在各个路由区段的耗时,如:

[root@localhost ~]# traceroute 14.215.177.38traceroute to 14.215.177.38 (14.215.177.38), 30 hops max, 60 byte packets 1  CD-HZTK5H2.mshome.net (192.168.137.1)  0.126 ms * * 2  * * * 3  10.250.112.3 (10.250.112.3)  12.587 ms  12.408 ms  12.317 ms 4  172.16.227.230 (172.16.227.230)  2.152 ms  2.040 ms  1.956 ms 5  172.16.227.202 (172.16.227.202)  11.884 ms  11.746 ms  12.692 ms 6  172.16.227.65 (172.16.227.65)  2.665 ms  3.143 ms  2.923 ms 7  171.223.206.217 (171.223.206.217)  2.834 ms  2.752 ms  2.654 ms 8  182.150.18.205 (182.150.18.205)  5.145 ms  5.815 ms  5.542 ms 9  110.188.6.33 (110.188.6.33)  3.514 ms 171.208.199.185 (171.208.199.185)  3.431 ms 171.208.199.181 (171.208.199.181)  10.768 ms10  202.97.29.17 (202.97.29.17)  29.574 ms 202.97.30.146 (202.97.30.146)  32.619 ms *11  113.96.5.126 (113.96.5.126)  36.062 ms 113.96.5.70 (113.96.5.70)  35.940 ms 113.96.4.42 (113.96.4.42)  45.859 ms12  90.96.135.219.broad.fs.gd.dynamic.163data.com.cn (219.135.96.90)  35.680 ms  35.468 ms  35.304 ms13  14.215.32.102 (14.215.32.102)  35.135 ms 14.215.32.110 (14.215.32.110)  35.613 ms 14.29.117.242 (14.29.117.242)  54.712 ms14  * 14.215.32.134 (14.215.32.134)  49.518 ms 14.215.32.122 (14.215.32.122)  47.652 ms15  * * *...

查看网络错误

netstat -i可以查看网络错误:

[root@localhost ~]# netstat -iKernel Interface tableIface             MTU    RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR    TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flgens33            1500   570291      0      0 0        225897      0      0      0 BMRUlo              65536      130      0      0 0           130      0      0      0 LRU
  • Iface: 网络接口名称;

  • MTU: 最大传输单元,它限制了数据帧的最大长度,不同的网络类型都有一个上限值,如:以太网的MTU是1500;

  • RX-OK:接收时,正确的数据包数。

  • RX-ERR:接收时,产生错误的数据包数。

  • RX-DRP:接收时,丢弃的数据包数。

  • RX-OVR:接收时,由于过速(在数据传输中,由于接收设备不能接收按照发送速率传送来的数据而使数据丢失)而丢失的数据包数。

  • TX-OK:发送时,正确的数据包数。

  • TX-ERR:发送时,产生错误的数据包数。

  • TX-DRP:发送时,丢弃的数据包数。

  • TX-OVR:发送时,由于过速而丢失的数据包数。

  • Flg:标志,B 已经设置了一个广播地址。L 该接口是一个回送设备。M 接收所有数据包(混乱模式)。N 避免跟踪。O 在该接口上,禁用ARP。P 这是一个点到点链接。R 接口正在运行。U 接口处于“活动”状态。

包的重传率

cat /proc/net/snmp用来查看和分析240秒内网络包量,流量,错包,丢包。通过RetransSegsOutSegs来计算重传率tcpetr=RetransSegs/OutSegs

[root@localhost ~]# cat /proc/net/snmpIp: Forwarding DefaultTTL InReceives InHdrErrors InAddrErrors ForwDatagrams InUnknownProtos InDiscards InDelivers OutRequests OutDiscards OutNoRoutes ReasmTimeout ReasmReqds ReasmOKs ReasmFails FragOKs FragFails FragCreatesIp: 1 64 241708 0 0 0 0 0 238724 225517 15 0 0 0 0 0 0 0 0Icmp: InMsgs InErrors InCsumErrors InDestUnreachs InTimeExcds InParmProbs InSrcQuenchs InRedirects InEchos InEchoReps InTimestamps InTimestampReps InAddrMasks InAddrMaskReps OutMsgs OutErrors OutDestUnreachs OutTimeExcds OutParmProbs OutSrcQuenchs OutRedirects OutEchos OutEchoReps OutTimestamps OutTimestampReps OutAddrMasks OutAddrMaskRepsIcmp: 149 0 0 50 99 0 0 0 0 0 0 0 0 0 147 0 147 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0IcmpMsg: InType3 InType11 OutType3IcmpMsg: 50 99 147Tcp: RtoAlgorithm RtoMin RtoMax MaxConn ActiveOpens PassiveOpens AttemptFails EstabResets CurrEstab InSegs OutSegs RetransSegs InErrs OutRsts InCsumErrorsTcp: 1 200 120000 -1 376 6 0 0 4 236711 223186 292 0 4 0Udp: InDatagrams NoPorts InErrors OutDatagrams RcvbufErrors SndbufErrors InCsumErrorsUdp: 1405 438 0 1896 0 0 0UdpLite: InDatagrams NoPorts InErrors OutDatagrams RcvbufErrors SndbufErrors InCsumErrorsUdpLite: 0 0 0 0 0 0 0

重传率=292/223186≈0.13%

  • 平均每秒新增TCP连接数:通过/proc/net/snmp文件得到最近240秒内PassiveOpens的增量,除以240得到每秒的平均增量;

  • 机器的TCP连接数 :通过/proc/net/snmp文件的CurrEstab得到TCP连接数;

  • 平均每秒的UDP接收数据报:通过/proc/net/snmp文件得到最近240秒内InDatagrams的增量,除以240得到平均每秒的UDP接收数据报;

  • 平均每秒的UDP发送数据报:通过/proc/net/snmp文件得到最近240秒内OutDatagrams的增量,除以240得到平均每秒的UDP发送数据报;

磁盘瓶颈

查磁盘空间

查看磁盘剩余空间

查看磁盘剩余空间使用df -hl命令:

[root@localhost ~]# df -hl文件系统                       容量  已用  可用 已用% 挂载点devtmpfs                       678M     0  678M    0% /devtmpfs                          695M     0  695M    0% /dev/shmtmpfs                          695M   28M  667M    4% /runtmpfs                          695M     0  695M    0% /sys/fs/cgroup/dev/mapper/centos_aubin-root   27G  5.6G   22G   21% //dev/sda1                     1014M  211M  804M   21% /boot

查看磁盘已使用空间

du -sh命令是查看磁盘已使用空间的情况,这里的“已使用的磁盘空间”意思是指定的文件下的整个文件层次结构所使用的空间,在没给定参数的情况下,du报告当前目录所使用的磁盘空间。其实就是显示文件或目录所占用的磁盘空间的情况

[root@localhost ~]# du -sh64K  
  • -h:输出文件系统分区使用的情况,例如:10KB,10MB,10GB等。

  • -s:显示文件或整个目录的大小,默认单位是KB。

!! du的详细信息可以通过 man du查看。

查看磁盘读写情况

查看磁盘总体读写情况

iostat查看磁盘总体的读写情况:

[root@localhost ~]# iostatLinux 3.10.0-1062.el7.x86_64 (localhost.localdomain)    2020年05月02日  _x86_64_        (2 CPU)avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle           0.17    0.00    0.20    0.46    0.00   99.17Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtnsda               1.56        30.45        39.61    4659620    6060644scd0              0.00         0.02         0.00       3102          0dm-0              1.96        30.01        38.42    4591998    5878155dm-1              0.09         0.09         0.30      13840      45328
  • tps:该设备每秒的传输次数。

  • kB_read/s:每秒从设备(drive expressed)读取的数据量;

  • kB_wrtn/s:每秒向设备(drive expressed)写入的数据量;

  • kB_read:读取的总数据量;

  • kB_wrtn:写入的总数量数据量;

查看磁盘详细读写情况

通过iostat -x 1 3可以看到磁盘详细读写情况,没隔一秒输出一次一共输出3次,当看到I/O等待时间所占CPU时间的比重很高的时候,首先要检查的就是机器是否正在大量使用交换空间,同时关注iowait占比cpu的消耗是否很大,如果大说明磁盘存在大的瓶颈,同时关注await,表示磁盘的响应时间以便小于5ms:

[root@localhost ~]# iostat -x 1 3Linux 3.10.0-1062.el7.x86_64 (localhost.localdomain)    2020年05月02日  _x86_64_        (2 CPU)avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle           0.17    0.00    0.20    0.46    0.00   99.16Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %utilsda               0.01     0.49    0.63    0.95    30.59    39.78    89.58     0.34  214.23   49.16  323.48   8.55   1.34scd0              0.00     0.00    0.00    0.00     0.02     0.00    98.48     0.00    1.21    1.21    0.00   0.95   0.00dm-0              0.00     0.00    0.62    1.35    30.15    38.59    69.70     0.91  460.67   49.12  648.54   6.66   1.31dm-1              0.00     0.00    0.02    0.07     0.09     0.30     8.52     0.04  442.74   95.43  521.17   6.91   0.06

avg-cpu表示总体cpu使用情况统计信息,对于多核cpu,这里为所有cpu的平均值:

  • %user:CPU处在用户模式下的时间百分比。

  • %nice:CPU处在带NICE值的用户模式下的时间百分比。

  • %system:CPU处在系统模式下的时间百分比。

  • %iowait:CPU等待输入输出完成时间的百分比,如果%iowait的值过高,表示硬盘存在I/O瓶颈

  • %steal:管理程序维护另一个虚拟处理器时,虚拟CPU的无意识等待时间百分比。

  • %idle:CPU空闲时间百分比,如果%idle值高,表示CPU较空闲;如果%idle值高但系统响应慢时,可能是CPU等待分配内存,应加大内存容量;如果%idle值持续低于10,表明CPU处理能力相对较低,系统中最需要解决的资源是CPU。

Device表示设备信息:

  • rrqm/s:每秒对该设备的读请求被合并次数,文件系统会对读取同块(block)的请求进行合并

  • wrqm/s:每秒对该设备的写请求被合并次数

  • r/s:每秒完成的读次数

  • w/s:每秒完成的写次数

  • rkB/s:每秒读数据量(kB为单位)

  • wkB/s:每秒写数据量(kB为单位)

  • avgrq-sz:平均每次IO操作的数据量(扇区数为单位)

  • avgqu-sz:平均等待处理的IO请求队列长度

  • await:平均每次IO请求等待时间(包括等待时间和处理时间,毫秒为单位)

  • svctm:平均每次IO请求的处理时间(毫秒为单位)

  • %util:一秒中有百分之多少的时间用于 I/O如果%util接近100%,说明产生的I/O请求太多,I/O系统已经满负荷。idle小于70% IO压力就较大了,一般读取速度有较多的wait。

!! iostat -xmd 1 3:新增m选项可以在输出是使用M为单位。

查看最耗IO的进程

一般先通过iostat查看是否存在io瓶颈,再使用iotop命令来定位那个进程最耗费IO:

[root@localhost ~]# iotopTotal DISK READ :       0.00 B/s | Total DISK WRITE :       0.00 B/sActual DISK READ:       0.00 B/s | Actual DISK WRITE:       0.00 B/s   TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO>    COMMAND123931 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.02 % [kworker/1:30] 94208 be/4 xiaolyuh    0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % nautilus-desktop --force [gmain]     1 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % systemd --system --deserialize 62     2 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kthreadd] 94211 be/4 xiaolyuh    0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % gvfsd-trash --spawner :1.4 /org/gtk/gvfs/exec_spaw/0     4 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [kworker/0:0H]     6 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [ksoftirqd/0]     7 rt/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [migration/0]     8 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [rcu_bh]     9 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [rcu_sched]    10 be/0 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % [lru-add-drain]...

通过iotop -p pid可以查看单个进程的IO情况:

[root@localhost ~]# iotop -p 124146Total DISK READ :       0.00 B/s | Total DISK WRITE :       0.00 B/sActual DISK READ:       0.00 B/s | Actual DISK WRITE:       0.00 B/s   TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO>    COMMAND124146 be/4 root        0.00 B/s    0.00 B/s  0.00 %  0.00 % java -jar arthas-demo.jar

应用瓶颈

查看某个进程的PID

如查看java的进程的pid,ps -ef | grep java:

[root@localhost ~]# ps -ef | grep javaroot     124146   1984  0 09:13 pts/0    00:00:06 java -jar arthas-demo.jarroot     125210  98378  0 10:07 pts/1    00:00:00 grep --color=auto java

查看特定进程的数量

如查看java进程的数量,ps -ef | grep java| wc -l

[root@localhost ~]# ps -ef | grep java| wc -l2

查看线程是否存在死锁

查看线程是否存在死锁,jstack -l pid

[root@localhost ~]# jstack -l 1241462020-05-02 10:13:38Full thread dump OpenJDK 64-Bit Server VM (25.252-b09 mixed mode):"C1 CompilerThread1" #6 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f27f013c000 nid=0x1e4f9 waiting on condition [0x0000000000000000]   java.lang.Thread.State: RUNNABLE   Locked ownable synchronizers:        - None"C2 CompilerThread0" #5 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f27f012d000 nid=0x1e4f8 waiting on condition [0x0000000000000000]   java.lang.Thread.State: RUNNABLE   Locked ownable synchronizers:        - None"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f27f004b800 nid=0x1e4f3 waiting on condition [0x00007f27f7274000]   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)        at java.lang.Thread.sleep(Native Method)        at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)        at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)        at demo.MathGame.main(MathGame.java:17)   Locked ownable synchronizers:        - None...

查看某个进程的线程数

ps -efL | grep [PID] | wc -l,如:

[root@localhost ~]# ps -efL | grep 124146 | wc -l12

查看具体有哪些线程用ps -Lp [pid] cu:

[root@localhost ~]# ps -Lp 124146 cuUSER        PID    LWP %CPU NLWP %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMANDroot     124146 124146  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 javaroot     124146 124147  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:01 javaroot     124146 124148  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 VM Threadroot     124146 124149  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 Reference Handlroot     124146 124150  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 Finalizerroot     124146 124151  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 Signal Dispatchroot     124146 124152  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 C2 CompilerThreroot     124146 124153  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 C1 CompilerThreroot     124146 124154  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:00 Service Threadroot     124146 124155  0.1   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  09:13   0:05 VM Periodic Tasroot     124146 125362  0.0   11  2.5 2489116 35724 pts/0   Sl+  10:13   0:00 Attach Listener

统计所有的log文件中,包含Error字符的行

find / -type f -name "*.log" | xargs grep "ERROR",这个在排查问题过程中比较有用:

[root@localhost ~]# find / -type f -name "*.log" | xargs grep "ERROR"/var/log/tuned/tuned.log:2020-03-13 18:05:59,145 ERROR    tuned.utils.commands: Writing to file '/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor' error: '[Errno 19] No such device'/var/log/tuned/tuned.log:2020-03-13 18:05:59,145 ERROR    tuned.utils.commands: Writing to file '/sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/scaling_governor' error: '[Errno 19] No such device'/var/log/tuned/tuned.log:2020-04-28 14:55:34,857 ERROR    tuned.utils.commands: Writing to file '/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor' error: '[Errno 19] No such device'/var/log/tuned/tuned.log:2020-04-28 14:55:34,859 ERROR    tuned.utils.commands: Writing to file '/sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/scaling_governor' error: '[Errno 19] No such device'/var/log/tuned/tuned.log:2020-04-28 15:23:19,037 ERROR    tuned.utils.commands: Writing to file '/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor' error: '[Errno 19] No such device'...

应用启动时指定JVM参数

java -jar -Xms128m -Xmx1024m -Xss512k -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=64m -XX:NewSize=64m -XX:MaxNewSize=256m arthas-demo.jar,如:

[root@localhost ~]# java -jar -Xms128m -Xmx1024m -Xss512k -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=64m -XX:NewSize=64m -XX:MaxNewSize=256m  arthas-demo.jarOpenJDK 64-Bit Server VM warning: ignoring option PermSize=128m; support was removed in 8.0OpenJDK 64-Bit Server VM warning: ignoring option MaxPermSize=64m; support was removed in 8.0157518=2*3*3*3*2917illegalArgumentCount:  1, number is: -187733, need >= 2illegalArgumentCount:  2, number is: -102156, need >= 2173379=3*57793

总结

在使用linux命令时,如果想看帮助可以使用--help或者man查看帮助信息:

[root@localhost ~]# grep --help用法: grep [选项]... PATTERN [FILE]...在每个 FILE 或是标准输入中查找 PATTERN。默认的 PATTERN 是一个基本正则表达式(缩写为 BRE)。例如: grep -i 'hello world' menu.h main.c...[root@localhost ~]# man grepGREP(1)                                                        General Commands Manual                                                        GREP(1)NAME       grep, egrep, fgrep - 打印匹配给定模式的行总览 SYNOPSIS       grep [options] PATTERN [FILE...]       grep [options] [-e PATTERN | -f FILE] [FILE...]描述 DESCRIPTION       Grep    搜索以    FILE    命名的文件输入   (或者是标准输入,如果没有指定文件名,或者给出的文件名是   -   的话),寻找含有与给定的模式   PATTERN...
类别 监控命令 描述 备注
内存瓶颈 free 查看内存使用
vmstat 3(间隔时间) 100(监控次数) 查看swap in/out详细定位是否存在性能瓶颈 推荐使用
sar -r 3 和free命令类似,查看内存的使用情况,但是不包含swap的情况
cpu瓶颈 top -H 按照cpu消耗高低进行排序
ps -Lp 进程号 cu 查看某个进程的cpu消耗排序
cat /proc/cpuinfo |grep 'processor'|wc -l 查看cpu核数
top 查看cpu总体消耗,包括分项消耗如user,system,idle,nice等消耗
top 然后shift+h:显示java线程,然后shift+M:按照内存使用进行排序;shift+P:按照cpu时间排序;shift+T:按照cpu累计使用时间排序多核cpu,按“1”进入top视图 专项性能排查,多核CPU主要看CUP各个内核的负载情况
sar -u 3(间隔时间) 查看cpu总体消耗占比
sar -q 查看cpu load
top -b -n 1 | awk '{if (NR<=7)print;else if($8=="D"){print;count++}}END{print "Total status D:"count}' 计算在cpu load里面的uninterruptedsleep的任务数量 uninterruptedsleep的任务会被计入cpu load,如磁盘堵塞
网络瓶颈 cat /var/log/messages 查看内核日志,查看是否丢包
watch more /proc/net/dev 用于定位丢包,错包情况,以便看网络瓶颈 重点关注drop(包被丢弃)和网络包传送的总量,不要超过网络上限
sar -n SOCK 查看网络流量
netstat -na|grep ESTABLISHED|wc -l 查看tcp连接成功状态的数量 此命令特别消耗cpu,不适合进行长时间监控数据收集
netstat -na|awk'{print $6}'|sort |uniq -c |sort -nr 看tcp各个状态数量
netstat -i 查看网络错误
ss state ESTABLISHED| wc -l 更高效地统计tcp连接状态为ESTABLISHED的数量
cat /proc/net/snmp 查看和分析240秒内网络包量,流量,错包,丢包 用于计算重传率tcpetr=RetransSegs/OutSegs
ping $ip 测试网络性能
traceroute $ip 查看路由经过的地址 常用于定位网络在各个路由区段的耗时
dig $域名 查看域名解析地址
dmesg 查看系统内核日志
磁盘瓶颈 iostat -x -k -d 1 详细列出磁盘的读写情况 当看到I/O等待时间所占CPU时间的比重很高的时候,首先要检查的就是机器是否正在大量使用交换空间,同时关注iowait占比cpu的消耗是否很大,如果大说明磁盘存在大的瓶颈,同时关注await,表示磁盘的响应时间以便小于5ms
iostat -x 查看系统各个磁盘的读写性能 重点关注await和iowait的cpu占比
iotop 查看哪个进程在大量读取IO 一般先通过iostat查看是否存在io瓶颈,再定位哪个进程在大量读取IO
df -hl 查看磁盘剩余空间
du -sh 查看磁盘使用了多少空间
应用瓶颈 ps -ef grep java 查看某个进程的id号
ps -ef | grep httpd| wc -l 查看特定进程的数量
cat ***.log | grep ***Exception| wc -l 统计日志文件中包含特定异常数量
jstack -l pid 用于查看线程是否存在死锁
awk'{print $8}' 2017-05-22-access_log|egrep '301|302'| wc -l 统计log中301、302状态码的行数,$8表示第八列是状态码,可以根据实际情况更改 常用于应用故障定位
grep 'wholesaleProductDetailNew' cookie_log | awk '{if($10=="200")}'print}' awk 'print $12' | more 打印包含特定数据的12列数据
grep "2017:05:22" cookielog | awk '($12>0.3){print 8}' | sort > 目录地址 对apache或者nginx访问log进行响应时间排序,$12表示cookie log中的12列表示响应时间 用于排查是否是由于是某些访问超长造成整体的RT变长
grep -v 'HTTP/1.1" 200' 取出非200响应码的URL
pgm -A -f $应用集群名称 "grep "'301' log文件地址 | wc -l" 查看整个集群的log中301状态码的数量
ps -efL | grep [PID] | wc -l 查看某个进程创建的线程数
find / -type f -name "*.log" | xargs grep "ERROR" 统计所有的log文件中,包含Error字符的行 这个在排查问题过程中比较有用
jstat -gc [pid] 查看gc情况
jstat -gcnew [pid] 查看young区的内存使用情况,包括MTT(最大交互次数就被交换到old区),TT是目前已经交换的次数
jstat -gcold 查看old区的内存使用情况
jmap -J-d64 -dump:format=b,file=dump.bin PID dump出内存快照 -J-d64防止jmap导致虚拟机crash(jdk6有bug)
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemeryError 在java启动时加入,当出现内存溢出时,存储内存快照
jmap -histo [pid] 按照对象内存大小排序 注意会导致full gc
gcore [pid] 导出完成的内存快照 通常和jmap -permstat /opt/**/java gcore.bin一起使用,将core dump转换成heap dump
-XX:HeapDumpPath=/home/logs -Xloggc:/home/log/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps 在Java启动参数中加入,打印gc日志
-server -Xms4000m -Xmx4000m -Xmn1500m -Xss256k -XX:PermSize=340m -XX:MaxPermSize=340m -XX:+UseConcMarkSweepGC 调整JVM堆大小 xss是栈大小

Java后端线上问题排查常用命令收藏

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