连接池连接耗尽导致Tomcat假死的排查心路

Posted 2021-04-04 木子雷

前言：

最近，测试部门的同事找到我，说他们测试时，没一会就发现服务接口请求一直无响应，Tomcat跟死掉了一样，也没有返回任何的错误响应，说让我赶紧排查下；听完后，我瞬间激灵了下，妹的，最近老是出问题，领导都要给我开批评大会了。哈哈，开玩笑的，像我这么英俊的人，领导怎么会忍心批评我呢，哼，我把这个问题马上解决掉，都不会让领导知道的！

简单说下程序部署情况：tomcat + oracle

排查过程：

排查时，可以使用命令进行排查，也可以使用可视化监控工具；例如使用使用JDK自带的 jvisualvm.exe 监控工具。

命令排查过程：

1、请求服务无响应，首先看看tomcat是否是真的挂掉了：

命令：ps -ef | grep tomcat

通过上面的命令查看tomcat运行着；执行结果如下：

通过命令查看发现，tomcat正常运行着，那么这就是处于假死状态，下面接着排查。

2、查看http请求是否到达了tomcat：

通过查看 tomcat 的 logs 目录下的 localhost_access_log  日志文件中 请求记录；

命令：tail -100f  localhost_access_log

通过上面的命令查看实时的日志，执行完上面的查看日志的命令后，然后再次请求下程序，在日志中并没有发现请求记录，说明tomcat处于一种假死状态，下面接着排查。

3、查看tomcat的JVM的GC情况：

查看GC情况，是否由于频繁的GC，长时间的GC，导致程序出现长时间的卡顿，最终导致请求来不及处理，进入队列中进行等待，调用方长时间得不到响应，造成tomcat假死状态；

命令：jstat  -gc  pid   time  count

例如：jstat  -gc  71129   1000  5    监控 71129 这个进程JVM的GC情况，每隔1000ms 输出一次，共输出5次；

命令执行结果参数解析：

通过上面命令查看GC情况，发现垃圾回收也不频繁，并且进行GC的时间也不长，应该不是GC的原因。

4、查看tomcat的JVM的堆情况：

查看堆内存的情况，是否存在堆内存溢出 导致tomcat假死，无法为新请求分配堆内存资源；

命令 ：jmap  -heap  pid

例子：jmap  -heap  71129       71129是正在运行tomcat的进程号 ；

通过命令执行结果得知，堆内存中可使用内存还很大，不会出现内存溢出的问题，所以也不是堆内存过小导致的tomcat假死。

5、查看tomcat的 JVM线程情况：

①、使用 jstack 命令导出当前JVM的线程dump快照，然后看看dump中线程都在干什么？

命令：jstack   pid   >>   jvmThreadDump.log

例子：jstack  71129  >>   jvmThreadDump.log

生成 71129 进程的 JVM的线程快照，并将快照内容重定向到 jvmThreadDump.log 文件中；

注意：生成的  jvmThreadDump.log 在你当前执行命令的目录下。

②、接着使用命令 more  查看 jvmThreadDump.log  内容；

命令 ：more  jvmThreadDump.log

如果的dump文件太大的话，需要使用more 命令一点点看；执行完more 命令的话，再按 enter 回车键 一点点展示文件内容；

③、通过查看线程快照文件，发现很多线程的状态是  WAITING 等待状态；

并且使用命令查看线程状态为  WAITING  的线程占总线程的比例：

注意：tomcatDump.log  为生成的线程快照文件名称，记得改为自己设置的名称 ；

count=`cat tomcatDump.log | grep java.lang.Thread.State | wc -l`; wait=`cat tomcatDump.log | grep WAITING | wc -l`;  a=`echo | awk "{print $wait/$count*100}"`; echo "$a%"

执行命令，得到结果 ：91.9786%  ，发现九成多的线程处于等待状态；

至此，找到了tomcat假死的原因，但是还需进一步确定  什么原因导致的大量线程一直等待？  

通过查看调用的服务接口代码得知，此接口业务逻辑中自己没设置任何的锁，所以应该不是自己写的代码的问题，但是此接口中涉及到了很多 JDBC数据库操作，那是不是数据库连接池中的连接不够用了呢？因为数据库连接属于竞争资源，如果连接池中的连接已经耗尽了，那么接下来的进行 JDBC的线程就需要进行wait 等待连接。

6、查看与数据库建立的TCP连接情况：

在上面发现，大量线程处于等待状态，而通过分析得知，可能是由于数据库连接池中的连接耗尽导致的，所以可以通过命令查看下，部署服务代码的服务器与数据库所在服务器建立的TCP连接数是否已经达到了配置的数据库连接池的最大连接数；

命令：netstat  -pan | grep 1521 | wc -l

因为本文中使用的数据库是Oracle，所以 grep  搜索匹配的端口号是 1521；

如果是mysql数据库则将端口号改为3306 即可， netstat  -pan | grep  3306 | wc -l   ；

如果设置了自定义的数据库端口号，则改为自定义的端口号即可；

通过命令查询到 已经使用的数据库的连接数为  6  个，那接着看下设置的数据库连接池最大连接数；

数据源配置如下：

<Resource name="jdbc/testdemo"
      type="javax.sql.DataSource"
      factory="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory"
      url="jdbc:oracle:thin:@192.168.3.125:1521:ora11g"
      driverClassName="oracle.jdbc.driver.OracleDriver"
      username="root"
      password="root"
      auth="Container"
      initialSize="2"
      maxActive="6"
      minIdle="3"
      maxWait="30000"
      timeBetweenEvictionRunsMillis="30000"
      minEvictableIdleTimeMillis="600000"
      maxEvictableIdleTimeMillis="900000"
      poolPreparedStatements="true"
      maxOpenPreparedStatements="20"
      validationQuery="select 1 from dual"
      testOnBorrow="false"
      testOnReturn="false"
      testWhileIdle="true"
      filters="wall,stat,log4j2"
      />

通过查看数据源发现，连接池配置的最大连接数是  maxActive="6"  ；发现目前程序中使用的连接数已达到最大值，那么后面再进行 JDBC 操作的线程将进入  等待状态 ，等待获取连接；

至此，tomcat假死的排查过程就结束了，并且原因也找到了，就是数据库连接池中的连接耗尽了；所以，在后面测试中，需要在数据源中将最大连接数设置的大一些，并且也再进一步查看下代码，看看是否存在数据库连接使用完后没有进行关闭的问题。

除了数据库连接池连接耗尽会导致tomcat假死外，还有一些其它的情况也会导致发生，例如：redis 连接池连接耗尽，或者是redis连接使用完不释放，最终导致redis连接耗尽。

除了使用上面的命令进行问题排查外，也可以直接使用可视化监控工具进行排查，更加简便、直观。

可视化监控工具排查

使用 JDK 自带的  jvisualvm.exe  工具进行 JMX远程 可视化监控tomcat；

jvisualvm.exe 位于 $JAVA_HOME/bin   目录下；

1、使用JMX实现远程监控步骤：

下面使用 JMX实现远程监控的内容参考自：jvisualvm远程监控tomcat

①、在 Tomcat  的 bin 目录下的  startup.sh  文件中的倒数第二行（也就是  exec "PRGDIR"/"EXECUTABLE" start "$@"  一行上边）加上如下内容：

export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS
-Dcom.sun.management.jmxremote
-Djava.rmi.server.hostname=192.168.1.130
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=7003
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

上面内容参数解析：

-Dcom.sun.management.jmxremote 启用JMX远程监控
-Djava.rmi.server.hostname=192.168.1.130  这是连接你的tomcat所在的服务器地址
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=7003  jmx连接端口
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false  是否ssl加密
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false  远程连接需要密码认证

在 startup.sh 文件中添加上上面的内容后，需要将tomcat重启下才会生效；

②、将 jvisualvm.exe 打开，界面如下：

③、在远程上右击，添加主机，输入服务器的ip：就是在 startup.sh 文件中添加内容中的hostname

⑤、通过上面的步骤，就已经完成了远程监控连接了，然后自己双击就能进行监控界面了：

2、查看监视内容：

通过查看监视画面得知，CPU、GC、堆Heap的情况都没有问题，那接着查看下线程的情况：

点击上面图片中的  线程Dump  按钮，生成线程的快照，快照文件内容部分如下：

通过查看快照文件内容发现，很多线程的状态的都是  WAITING  等待状态；

接下来的分析排查过程就如上面的  命令排查过程  一样了。

总结：

上面的两种排查方式，本人比较推荐还是使用第一种  命令排查  ，因为很多的情况是不会让你修改配置文件进行远程监控的，即便使用监控工具看起来更加直观、简便；所以，平时需要记一些常用的排查命令，以备不时之需。

由于本人水平有限，如有问题，敬请提出；

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