由 Excel 导出导致 CPU 100% 和 GC 问题的分析与解决

Excel 导出导致 CPU 飙升和 JVM 内存不足：故障排除指南

在 Web 开发中，我们经常需要将数据导出为 Excel 文件。然而，当导出大量数据时，我们可能会遇到 CPU 使用率飙升和 JVM 内存不足等性能问题。本文将探讨这些问题的根源，并提供切实可行的解决方案。

场景复现

考虑以下场景：我们有一个 Web 应用程序，允许用户导出 Excel 文件。用户界面代码如下：

// Java 代码片段

@RequestMapping(value = "/exportExcel", method = RequestMethod.GET)
public void exportExcel(HttpServletResponse response) {
    // 获取导出数据
    List<Map<String, Object>> dataList = excelService.getDataList();

    // 创建 Excel 工作簿
    XSSFWorkbook workbook = new XSSFWorkbook();

    // 创建工作表
    XSSFSheet sheet = workbook.createSheet("数据表");

    // 设置表头
    XSSFRow headRow = sheet.createRow(0);
    XSSFCell cell = headRow.createCell(0);
    cell.setCellValue("姓名");
    cell = headRow.createCell(1);
    cell.setCellValue("年龄");

    // 填充数据
    for (int i = 0; i < dataList.size(); i++) {
        XSSFRow dataRow = sheet.createRow(i + 1);
        cell = dataRow.createCell(0);
        cell.setCellValue(dataList.get(i).get("name").toString());
        cell = dataRow.createCell(1);
        cell.setCellValue(dataList.get(i).get("age").toString());
    }

    // 将工作簿写入响应流
    workbook.write(response.getOutputStream());
}

问题分析

1. CPU 使用率飙升

使用 Apache POI 库导出 Excel 时，当导出数据量较大时，会占用大量 CPU 资源。这是因为 POI 会创建大量临时对象，从而导致 CPU 使用率飙升。

2. JVM 内存不足

导出的 Excel 文件过大时，会消耗大量 JVM 内存。当 JVM 内存耗尽时，就会出现 OutOfMemoryError 错误。

解决方案

1. 减少导出的数据量

• 限制导出的数据量，避免导出过大的数据量。
• 对导出的数据进行分页，分批次导出。

2. 优化导出代码

• 使用更高效的导出方式，例如使用 FastExcel 或 JXL 等第三方库。
• 在导出过程中，及时释放临时对象，减少 GC 压力。

3. 增加 JVM 内存

• 增加 JVM 内存大小，避免出现 OutOfMemoryError 错误。

总结

Excel 导出可能会导致 CPU 使用率飙升和 JVM 内存不足等性能问题。通过减少导出的数据量、优化导出代码和增加 JVM 内存，我们可以有效地解决这些问题。

常见问题解答

1. 为什么导出 Excel 会导致 CPU 使用率飙升？

Apache POI 库在导出 Excel 时会创建大量临时对象，从而导致 CPU 使用率飙升。

2. 如何减少导出的数据量？

• 限制导出的数据量，避免导出过大的数据量。
• 对导出的数据进行分页，分批次导出。

3. 如何优化导出代码？

• 使用更高效的导出方式，例如使用 FastExcel 或 JXL 等第三方库。
• 在导出过程中，及时释放临时对象，减少 GC 压力。

4. 为什么导出会导致 JVM 内存不足？

导出的 Excel 文件过大时，会消耗大量 JVM 内存。当 JVM 内存耗尽时，就会出现 OutOfMemoryError 错误。

5. 如何增加 JVM 内存？

在 Java 虚拟机参数中增加 -Xmx 参数，指定 JVM 的最大堆大小。例如：-Xmx2048m