核桃干货| Java后端线上问题排查常用命令收藏
核桃AI
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2021-03-31 18:01
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 available
Mem: 119623656 43052220 45611364 4313760 30960072 70574408
Swap: 0 0 0
[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ free -h -s 3
total used free shared buff/cache available
Mem: 114G 41G 43G 4.1G 29G 67G
Swap: 0B 0B 0B
total used free shared buff/cache available
Mem: 114G 41G 43G 4.1G 29G 67G
Swap: 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)
vmstat（推荐）
[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ vmstat 5 3
procs -----------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 1
10 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
memory
swap
!! 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
!! 注意：这两个值越大，则由内核消耗的CPU就越多。
CPU
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 3
Linux 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 kbdirty
15时40分13秒 106800 1314960 92.49 2144 573248 4110864 116.82 563664 498888 36
15时40分16秒 106816 1314944 92.49 2144 573248 4110864 116.82 563668 498888 36
15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 -l
16
查看每个物理CPU中core的个数(即核数)
[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniq
cpu cores : 2
查看逻辑CPU的个数
[1014154@cc69dd4c5-4tdb5 ~]$ cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l
32
top
top - 15:24:11 up 8 days, 7:52, 1 user, load average: 5.73, 6.85, 7.33
Tasks: 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 st
KiB Mem : 11962365+total, 50086832 free, 38312808 used, 31224016 buff/cache
KiB 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76.1，IO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, 0.05
Tasks: 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 st
KiB Mem : 1421760 total, 104516 free, 777344 used, 539900 buff/cache
KiB Swap: 2097148 total, 2071152 free, 25996 used. 456028 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
Total status D:
sar
[root@localhost ~]# sar -u 3
Linux 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 %idle
15时18分06秒 all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
15时18分09秒 all 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 99.83
15时18分12秒 all 0.17 0.00 0.17 0.00 0.00 99.66
15时18分15秒 all 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
15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。
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
curl -O https://alibaba.github.io/arthas/arthas-demo.jar
java -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 Speed
100 3743 100 3743 0 0 3022 0 0:00:01 0:00:01 --:--:-- 3023
[root@localhost ~]# java -jar arthas-demo.jar
1813=7*7*37
illegalArgumentCount: 1, number is: -180005, need >= 2
illegalArgumentCount: 2, number is: -111175, need >= 2
18505=5*3701
166691=7*23813
105787=11*59*163
60148=2*2*11*1367
196983=3*3*43*509
illegalArgumentCount: 3, number is: -173479, need >= 2
illegalArgumentCount: 4, number is: -112840, need >= 2
39502=2*19751
....
通过top命令找到最耗时的进程
[root@localhost ~]# top
top - 11:11:05 up 20:02, 3 users, load average: 0.09, 0.07, 0.05
Tasks: 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 st
KiB Mem : 1421760 total, 135868 free, 758508 used, 527384 buff/cache
KiB Swap: 2097148 total, 2070640 free, 26508 used. 475852 avail Mem
Change 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
找到进程中最耗CUP的线程
[root@localhost ~]# ps -Lp 98344 cu
USER PID LWP %CPU NLWP %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 98344 98344 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:00 java
root 98344 98345 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:04 java
root 98344 98346 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:01 VM Thread
root 98344 98347 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:00 Reference Handl
root 98344 98348 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:00 Finalizer
root 98344 98349 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:00 Signal Dispatch
root 98344 98350 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:05 C2 CompilerThre
root 98344 98351 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:00 C1 CompilerThre
root 98344 98352 0.0 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:00 Service Thread
root 98344 98353 0.1 10 4.1 2422552 59060 pts/0 Sl+ 11:09 0:19 VM Periodic Tas
获取线程id的十六进制码
[root@localhost ~]# printf '%x\n' 98345
18029
查看线程堆栈信息
[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
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
[root@localhost ~]# watch -n 2 more /proc/net/dev
Every 2.0s: more /proc/net/dev Fri May 1 17:16:55 2020
Inter-| 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
[root@localhost ~]# traceroute 14.215.177.38
traceroute 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 ms
10 202.97.29.17 (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 ms
12 90.96.135.219.broad.fs.gd.dynamic.163data.com.cn (219.135.96.90) 35.680 ms 35.468 ms 35.304 ms
13 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 ms
14 * 14.215.32.134 (14.215.32.134) 49.518 ms 14.215.32.122 (14.215.32.122) 47.652 ms
15 * * *
...
查看网络错误
[root@localhost ~]# netstat -i
Kernel Interface table
Iface MTU RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
ens33 1500 570291 0 0 0 225897 0 0 0 BMRU
lo 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
[root@localhost ~]# cat /proc/net/snmp
Ip: Forwarding DefaultTTL InReceives InHdrErrors InAddrErrors ForwDatagrams InUnknownProtos InDiscards InDelivers OutRequests OutDiscards OutNoRoutes ReasmTimeout ReasmReqds ReasmOKs ReasmFails FragOKs FragFails FragCreates
Ip: 1 64 241708 0 0 0 0 0 238724 225517 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Icmp: 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 OutAddrMaskReps
Icmp: 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 0
IcmpMsg: InType3 InType11 OutType3
IcmpMsg: 50 99 147
Tcp: RtoAlgorithm RtoMin RtoMax MaxConn ActiveOpens PassiveOpens AttemptFails EstabResets CurrEstab InSegs OutSegs RetransSegs InErrs OutRsts InCsumErrors
Tcp: 1 200 120000 -1 376 6 0 0 4 236711 223186 292 0 4 0
Udp: InDatagrams NoPorts InErrors OutDatagrams RcvbufErrors SndbufErrors InCsumErrors
Udp: 1405 438 0 1896 0 0 0
UdpLite: InDatagrams NoPorts InErrors OutDatagrams RcvbufErrors SndbufErrors InCsumErrors
UdpLite: 0 0 0 0 0 0 0
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；
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[root@localhost ~]# df -hl
文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点
devtmpfs 678M 0 678M 0% /dev
tmpfs 695M 0 695M 0% /dev/shm
tmpfs 695M 28M 667M 4% /run
tmpfs 695M 0 695M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos_aubin-root 27G 5.6G 22G 21% /
/dev/sda1 1014M 211M 804M 21% /boot
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