ArrayList 使用错误引发的 CPU 飙升问题分析

"这篇文档详细记录了一次由于不恰当使用`new ArrayList`导致的CPU飙高问题的排查过程。在某线上系统中，CPU占用率达到90%以上，且JVM监控显示频繁的Young GC和一次Full GC。作者通过监控系统定位到问题所在的Pod，并在Pod内部进行了一系列的排查步骤，包括使用`top`命令查看进程资源使用情况，使用`top -H -p`找出CPU占用最高的线程ID，进一步转换线程ID为16进制以便于分析堆栈信息。文档还提到了一个基于SpringBoot、MyBatisPlus、Vue3.2、Vite和ElementPlus构建的前后端分离博客项目，以及项目的GitHub和Gitee源代码仓库链接。" 本文档主要探讨了一个在Java应用中常见的性能问题，即不当使用集合类`ArrayList`引发的CPU性能瓶颈。当`ArrayList`的扩容机制被不正确地触发，可能导致大量的内存分配和垃圾收集，从而引起CPU利用率急剧升高。在描述的场景中，系统原本应该有低频率的GC活动，但在问题发生时，Young GC和Full GC异常频繁，这通常意味着存在内存分配和回收的问题。 在故障排查过程中，作者首先通过监控系统识别了问题Pod，并进入Pod内部进行深入检查。使用`top`命令确定了CPU消耗最大的进程，然后通过`top -H -ppid`进一步找到了CPU占用率最高的线程ID。线程ID的16进制转换是为了便于在Java堆栈信息中查找相关线索，这通常涉及到查看线程的堆栈跟踪，找出可能的死循环或资源密集型操作。 在这种情况下，问题可能出在以下几个方面： 1. 频繁创建和销毁`ArrayList`实例，导致大量临时对象产生，加重了GC负担。 2. `ArrayList`的容量规划不当，如果持续添加元素导致频繁扩容，每次扩容都会复制原有元素到新的数组，消耗计算资源。 3. 可能存在线程安全问题，多个线程并发访问和修改同一个`ArrayList`，没有使用适当的同步机制，导致不必要的同步开销。 解决这类问题通常需要： - 优化数据结构和算法，比如使用更适合并发的集合类（如`ConcurrentLinkedQueue`）或预估合适容量避免频繁扩容。 - 对于长时间运行的程序，定期分析JVM内存使用情况，合理设置堆内存大小。 - 使用线程分析工具（如VisualVM、JProfiler等）查看线程状态，找出可能的死锁或资源竞争。 - 调整JVM垃圾收集器参数，选择更适合当前应用场景的GC策略。 总结，本文档提供了一个实例，展示了如何诊断和解决由`new ArrayList`不当使用导致的CPU飙升问题，对于Java开发者来说，是一个学习如何处理性能问题的宝贵案例。