Java 線上問題排查實戰手冊：CPU、記憶體、類載入、GC

類載入問題

• ClassNotFoundException / NoClassDefFoundError：
  1. 確認類應載入路徑（WEB-INF/lib/classes），用 jar -tvf 檢查 JAR 內容。
  2. 日誌有堆疊 → 定位 ClassLoader 實現 → grepcode.com 或反編譯查載入邏輯。
  3. 無堆疊 → BTrace 追蹤拋出異常處堆疊：

  @BTrace public class Trace {
      @OnMethod(clazz="java.lang.ClassNotFoundException", method="")
      public static void trace() { jstack(); }
  }
  

• NoSuchMethodException：版本衝突。啟動加 -XX:+TraceClassLoading 觀察載入來源，jar -tvf 核對版本，排除衝突 JAR。

CPU 使用率飆高

1. GC 頻繁？ jstat -gcutil 或 GC log 確認。是 → 跳至 GC 排查。
2. 熱點執行緒：top -H -p <pid> 找高佔用執行緒 ID → 十六進制 → jstack 對應 nid=0xHEX 定位程式碼。
3. 執行緒變化快：使用自動化腳本連續 top -H + jstack 取樣，或 perf top（需核心支援）看 JIT 熱點。
4. 多次 jstack 取樣：比較多次堆疊，找高頻出現的耗 CPU 方法。

CPU iowait / sy 高

• iowait：iostat -x、pidstat -d 定位磁碟熱點，檢查 GC、日誌寫入、資料庫檔案。
• sy：系統調用過多，strace -cp <pid> 或 perf record -g 分析內核態熱點。

記憶體問題 (OOM)

Unable to create new native thread

• ps -eLf | grep java -c 統計執行緒數 vs ulimit -u。
• 調大限制或排查洩漏：BTrace 追蹤 Thread.start()：

@OnMethod(clazz="java.lang.Thread", method="start")
public static void traceThreadStart() { jstack(); }

• 常見原因：Executors.newCachedThreadPool() 無上限、核心參數 kernel.pid_max 限制（2.6.18/32 位核心預設 32768）。

Heap OOM / GC overhead limit exceeded

1. 產生 Heap Dump：啟動參數 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 或事發時 jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>。
2. MAT 分析：找大物件、支配樹、GC Roots 路徑。
3. 定位業務碼：MAT 只能見物件結構，需 BTrace 追蹤具體分配點（如大 ArrayList 新增處）。

實戰案例鏈接

• NoClassDefFoundError 排查案例
• 隨機字串生成導致 CPU 飆高案例
• perf 排查 CPU 詭異現象案例
• 兩個 OOM 完整排查過程分享

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