从0开始，来看看怎么去linux排查Java程序故障
一，前提准备
最基本前提：你需要有liunx环境，如果没有请参考其它文献在自己得到local建立一个虚拟机去进行测试。
有了虚拟机之后，你还需要安装jdk和配置环境变量
1. 安装JDK（以OpenJDK 17为例）
下载JDK
# 进入用户主目录
cd ~# 下载OpenJDK 17（以.tar.gz包为例）
wget https://download.java.net/java/GA/jdk17.0.2/dfd4a8d0985749f896bed50d7138ee7f/8/GPL/openjdk-17.0.2_linux-x64_bin.tar.gz# 或Oracle JDK（需官网同意许可协议）
# wget https://download.oracle.com/java/17/latest/jdk-17_linux-x64_bin.tar.gz
这里就已经下好了
解压并安装
# 创建安装目录（需sudo权限）
sudo mkdir -p /usr/local/java# 解压JDK到目标目录
sudo tar -xzvf openjdk-17.0.2_linux-x64_bin.tar.gz -C /usr/local/java# 查看解压后的目录名（例如jdk-17.0.2）
ls /usr/local/java
命令解释
mkdir -p /path/to/directory
- 递归创建目录：当你指定的路径中某些目录不存在时，
mkdir -p会自动创建这些缺失的父目录。 - 不会报错：如果目录已经存在，
mkdir -p不会报错，命令会正常执行。
tar -xzvf openjdk-17.0.2_linux-x64_bin.tar.gz -C /usr/local/javatar -xzvf 是用来解压 .tar.gz 或 .tgz 文件的命令。
x：表示 解压（extract）。z：表示 通过 gzip 压缩格式进行解压（unzip the gzip file）。v：表示 显示详细信息，在解压时列出文件名。这个选项是可选的，用来查看解压过程中有哪些文件被处理。f：表示 指定文件，后面需要跟要解压的.tar.gz文件名。
2， 配置环境变量
编辑环境变量文件
# 打开用户环境变量配置文件（以bash为例）
nano ~/.bashrc # 或 ~/.bash_profile、~/.zshrc（根据Shell类型）
命令解释
nano：是一个命令行下的文本编辑器。它非常简单，适合快速编辑文件。~/.bashrc：是当前用户主目录下的 Bash 配置文件。每当你打开一个新的终端时，Bash shell 会加载该文件。在这个文件中，你可以设置环境变量、命令别名、shell 提示符样式等。
添加以下内容到文件末尾
需要注意，不能有空格
# 手动安装配置
export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk-17.0.2 # 替换为实际解压路径
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar# 包管理器安装配置（若使用方式2）
# export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-amd64
# export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
使配置生效
source ~/.bashrc # 根据实际配置文件选择
验证安装
# 检查Java版本
java -version# 输出应类似：
openjdk version "17.0.2" 2022-01-18
OpenJDK Runtime Environment (build 17.0.2+8-86)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 17.0.2+8-86, mixed mode)# 检查JAVA_HOME
echo $JAVA_HOME
# 输出：/usr/local/java/jdk-17.0.2
自动化脚本安装示例：
#!/bin/bash
# 一键安装并配置JDK 17（手动方式）
JDK_URL="https://download.java.net/java/GA/jdk17.0.2/dfd4a8d0985749f896bed50d7138ee7f/8/GPL/openjdk-17.0.2_linux-x64_bin.tar.gz"
INSTALL_DIR="/usr/local/java"# 下载并解压
sudo mkdir -p $INSTALL_DIR
wget $JDK_URL -O /tmp/jdk17.tar.gz
sudo tar -xzvf /tmp/jdk17.tar.gz -C $INSTALL_DIR# 配置环境变量
echo "export JAVA_HOME=$INSTALL_DIR/$(ls $INSTALL_DIR)" >> ~/.bashrc
echo 'export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc# 验证
java -version
二，Java代码准备
编写一个简单的让程序不断创建新对象，然后GC在不停地回收，但是又回收不掉地样例。并打包为jar包给到我们的liunx服务器。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
public class Main {
// 内存泄漏：让对象无法被GC回收
private static final List<byte[]> LEAK_LIST = new ArrayList<>();
// CPU密集型任务开关
private static final AtomicBoolean RUNNING = new AtomicBoolean(true);
public static void main(String[] args) {
// 内存泄漏线程：持续分配内存，触发频繁GC
new Thread(() -> {
while (true) {
// 每次分配1MB内存（不会被回收）
LEAK_LIST.add(new byte[1024 * 1024]);
try {
Thread.sleep(100); // 控制内存分配速度
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "MemoryLeakThread").start();
// CPU密集型线程：死循环计算，占用CPU
new Thread(() -> {
while (RUNNING.get()) {
// 无意义但耗CPU的计算
double result = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
result += Math.sin(i) * Math.cos(i);
}
}
}, "CpuIntensiveThread").start();
}
}打包为可执行jar包
将jar包给到linux
这里我用的vmware的文件共享区进行的共享的。
在虚拟机的设置里面
在选项这里进行配置一下
vmware的文件共享区在Linux中的/mnt/hgfs/ 文件下
如果/mnt/hgfs 目录为空
-
可能原因：
-
VMware Tools未正确安装。
-
共享文件夹未启用或配置错误。
-
自动挂载服务未运行。
-
解决方案：
步骤1：检查VMware Tools状态
# 查看服务是否运行（Ubuntu/Debian）
systemctl status vmware-tools.service# 重启服务（如果未运行）
sudo systemctl restart vmware-tools.service如果未安装 VMware Tools则
# 检查 open-vm-tools 状态
systemctl status open-vm-tools
# 若服务存在且未运行，
启动服务
sudo systemctl start open-vm-tools
sudo systemctl enable open-vm-tools
步骤2：手动挂载共享文件夹（临时生效）
# 创建挂载点（若目录不存在）
sudo mkdir -p /mnt/hgfs# 手动挂载
sudo vmhgfs-fuse .host:/ /mnt/hgfs -o allow_other#如果因为权限不足，可以加权限
sudo usermod -aG root rojer（rojer是用户名）
步骤3：配置开机自动挂载（永久生效）
# 编辑/etc/fstab文件
sudo nano /etc/fstab# 添加以下行（保存退出）
.host:/ /mnt/hgfs fuse.vmhgfs-fuse allow_other,defaults 0 0# 重新挂载
sudo mount -a
准备调试工具
使用阿里的arthas
arthas/README_CN.md at master · alibaba/arthas · GitHub
下载 Arthas 的 arthas-boot.jar 文件
curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
三，开始测试
使用以下JVM参数启动程序，加速问题暴露(JDK1.8版本)：
java -Xms100m -Xmx100m # 限制堆内存为100MB，加速GC触发
-XX:+UseG1GC # 使用G1垃圾回收器（观察GC日志）
-XX:+PrintGCDetails # 打印GC详细信息
-XX:+PrintGCDateStamps # 显示GC时间戳-jar
GcDemo.jarJava 9 及以上改用
-Xlog:gc
java -Xms100m -Xmx100m -XX:+UseG1GC -Xlog:gc -jar GCdemo.jar
启动之后问题出现
现象验证方法
观察GC频繁：
1,使用ps -ef | grep java
找到java进程的pid
2,通过top命令观察java进程的实时状态
2，使用 jstat -gc <pid> 1000（每秒刷新）：
观察GC回收状况，从上面命令可以看出内存资源并不紧张，所以这里只做展示
YGC（Young GC次数）和 FGC（Full GC次数）会快速上升。
从上面可以看出fullGC的次数才3次，且回收时间不大，说明内存情况很健康。又从top中看到cpu资源已经打满，说明有程序在疯狂占用cpu的计算资源。
这里解释一下上图的代表意思
|
详细观察cpu的占用情况
top -p <pid>
然后 按 H 键（大写的 H）切换到线程视图：
- 按下
H键后，top会从显示进程列表切换到显示线程列表，每个线程会显示为一个单独的条目。
使用Arthas诊断：
# 1. 启动Arthas
java -jar arthas-boot.jar
这里选择所要监控的程序。
需要注意，如果出现连接异常，且
~/logs/arthas/arthas.log
路径下log中有
Arthas server agent start...
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
说明你当前的机器在不断消耗内存，导致arthas起不起来！
因为在jvm初始化的时候，这个阶段非常吃内存。
查看线程CPU占用
# 当前系统的实时数据面板，按 ctrl+c 退出。
dashboard
这里可以看出cpu已经打满，但是堆内存情况良好。
追踪高cpu线程
thread
参数名称 参数说明 id 线程 id [n:] 指定最忙的前 N 个线程并打印堆栈 [b] 找出当前阻塞其他线程的线程 [i <value>]指定 cpu 使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为 200 [--all] 显示所有匹配的线程
这里就已经能定位到问题了。我这个样例比较简单，就一个main类。大家可以构建复杂一点的项目，进行一点点调试看问题。
使用java原生的也能定位到问题。可能比较繁琐一点。
使用 jstack 获取线程堆栈信息
使用 jvisualvm 进行图形化分析
等等。
其它arthas常用方法
- trace：追踪方法调用的堆栈，帮助你查看方法内部的执行情况。
- monitor：监控方法的执行，特别是性能问题，像慢方法。
- stack：查看线程堆栈，特别是线程阻塞和死锁问题。
- watch：监控方法调用，查看参数和返回值，帮助定位参数错误。
- heapdump：生成堆转储文件，帮助分析内存问题。
- jstack：查看 Java 进程的堆栈信息，诊断崩溃或线程死锁。
参考官方文档使用说明！
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