服务器CPU居高不下--解决问题历程

老付     2017-09-27   2087   5min  

基本的概述

在一个服务器的集群上面,服务器的CPU长时间居高不下,响应的时间也一直很慢,即使扩容了服务器CPU的下降效果也不是很明显。

对于CPU过高的原因,可以总结到以下原因:

  • 太多的循环或者死循环

  • 加载了过多的数据,导致产生了很多的大对象

  • 产生了过多的对象,GC回收过于频繁(如:字符串拼接)

对于上面的情况,难点不是优化代码,难点在于定位到问题的所在,下面我们就用Dump抓包的方式来定位到问题的所在。介绍这个内容之前,我们要先回顾下.Net中垃圾回收的基础知识和一个工具的准备。


基础知识


垃圾回收触发条件

  • 代码显示调用System.GC的静态方法

  • windows报告低内存情况

  • CLR正在卸载AppDoamin

  • CLR正在关闭

大对象垃圾回收

CLR将对象分为大对象和小对象,认为大于85000字节或者更大的字节是大对象,CLR用不同的方式来对待大对象和小对象:

  • 大对象不是在小对象的地址空间分配,而是在进程地址空间和其他地方分配

  • GC不会压缩大对象,在内存中移动他们的代价过高,但这样会造成地址空间的碎片化,以至于会抛出OutOfMemeryException 异常。

  • 大对象总是在第二代回收。

工具准备

  1. 下载windbg文件

  2. 相关DLL准备clr.dll和sos.dll,(都在对应.Net版本安装目录下面,我的安装目录在C:\Windows\Microsoft.NET\Framework64\v4.0.30319)

  3. 一个cpu运行的较高的时期的DUMP文件(下面会说如何获取)

  4. 准备测试代码,此处为了演示方便,简单了写了一个有潜在问题的代码:

public  class Common
{
    public static List<string> GetList()
    {
        var list=new List<string>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++)
        {
            list.Add(i.ToString());
        }
        return list;
    }


    public static string GetString(List<string> list)
    {
        var str = "";
        foreach (var l in list)
        {
            str += string.Format("'{0}',", l);
        }
        if (str.Length > 0)
        {
            str.Remove(str.Length - 1);
        }
        return str;
    }
}

我们知道在字符串的拼接的时候,每一个字符串都是一个对象,拼接后又产生了一个新对象,所以在GetString这个方法中会有大量的GC操作,下面我们就调用下这个代码,看下CPU的情况,为了模拟并发情况,我们开多个标签,每个标签每1s秒中刷新一次。

CPU

抓取Dump

在任务管理器中选择应用程序池对应的w3wp.exe,右击–>创建转储文件。创建完成后,会提示出指定的路径

taskManger

taskManger

根据上面的步骤,我们准备我们分析的文件如下:

dumpfile

分析Dump

  • 打开windbg,加载对应的dump文件

    dumpOpen dumpOpen

  • 配置Sysmbol,添加”cachec:\mysymbol;srvhttp://msdl.microsoft.com/download/symbols”
    dumpOpen dumpOpen

  • load sos.dll和clr.dll,命令如下:
      .load D:\windbg\sos.dll 
      .load D:\windbg\clr.dll
    
  • 运行命令!threadpool 显示有关托管线程池的信息,其它一些SOS 调试扩展命令.

    dumpOpen

  • 运行!runaway 查询cpu占用时长比较长的几个线程Id

    dumpOpen

  • 运行~22s (进入线程查看),kb(查看对应的调用)

    dumpOpen

  • 运行~* kb 查看所有线程的堆栈调用

    dumpOpen

  • 在上面搜索GC和大对象出现的线程 (ctrl+f搜索:GarbageCollectGeneration和allocate_large_object )

    dumpOpen

  • 可以看到定位触发GC的线程是31号线程

  • 运行命令~31s 进入31线程,再运行!clrstack查看堆栈调用,最终可以定位到出问题的代码,是由于字符串的拼接导致大量的对象产生,从而触发了GC。

    dumpOpen

(本文完)

作者:付威

如果觉得对您有帮助,可以下方的订阅,或者选择右侧捐赠作者,如果有问题,请在捐赠后咨询,谢谢合作

如有任何知识产权、版权问题或理论错误,还请指正。

自由转载-非商用-非衍生-保持署名,请遵循:创意共享3.0许可证

交流请加群113249828: 点击加群   或发我邮件 laofu_online@163.com