在最近的一个项目上，遇到一个很奇葩的问题，应用无法访问或响应速度非常的慢，查看服务器资源发现CPU占用将近99%，经过多次分析，发现原来是进行Excel大数据导出导致的，问题找到后，立马寻找解决方案，当前的几个解决方案详细如下
一、将导出Excel改成CSV格式
分析：Excel的格式比CSV格式要复杂的多，CSV是纯文本的字符串，没有复杂的计算逻辑，而Excel中有各种的汇总计算，合并单元格，冻结行，冻结列等等，因此生成Excel要比生成CSV要慢的多，但是经过与客户的再三商讨后，客户不同意导出CSV格式，依然要导出Escel，因此这个解决方案被否决了。
二、将一个Excel拆分成多份导出
分析：因为导出小文件的时候，不会存在资源耗尽的问题，因此想到将一个大Excel拆分成多个导出，同时按拆分Excel的个数启动多线程，每一个线程导出一份Excel，这样可以避免导出一个大文件的问题，但是客户觉得这样导出完成后还要进行多个Excel数据的汇总，操作上很不方便，因此也不同意这个解决方案
三、将报表导出与主应用分离
分析：考虑到即使导出失败也不会影响到主应用的使用，且报表个数很多，因此有必要将报表单独出一个应用，独立部署，和主应用分离，这样也方便后续针对报表做对应的横向扩展，从架构方面考虑，这个方案用户接收
单单将报表与主应用分离，还远远不够，依然会出现耗尽资源的问题，因此还需要继续向下分析
四、修改Tomcat内存参数
分析：我们知道，Tomcat的bin目录下，是有很多运行相关的文件，其中就包括运行参数的设置，有一个文件catalina.sh(window：catalina.bat)，可以在这个文件中配置tomcat的运行内存，最大内存等，在文件的最开始，加上如下的配置
export JAVA_OPTS="-Xms2048m -Xmx2048m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=1024m"
配置项说明：
-Xms：初始堆大小，一般为物理机内存的1/4
-Xmx：最大堆大小，初始化大小一般与-Xms相同
PermSize：JVM启动时初始化Perm的内存大小
MaxPermSize：最大可占用的Perm内存大小，在生产环境上一般将这两个值设为相同
详细的内存参数配置，可参考这篇文章https://wyj-study.iteye.com/blog/2254845
五、程序优化
5.1 API优化
这部分的优化，是从另一位前辈那里得来的，主要是修改创建Workbook，Sheet页等相关API，几个非常重要的API优化前后对比，在优化前
XSSFWorkbook wb = new XSSFWorkbook(); //创建工作溥
XSSFSheet sheet = wb.createSheet(element.attributeValue(("name")));//创建Sheet页
XSSFRow headRow = sheet.createRow(0); //创建行
优化后
Workbook wb = new SXSSFWorkbook(500);//创建工作溥
Sheet sheet = wb.createSheet(element.attributeValue("sheetName"));///创建Sheet页
Row headRow = sheet.createRow(0);//创建行
5.2 变量声明优化
优化前，设置Excel单元格内容的代码是这样的
@SuppressWarnings("unchecked")
private static <T> void createContent4List(List<T> list, Sheet sheet, CellStyle cellStyle, Element element)
throws Exception {
String clazzString = element.attributeValue("class");
// 反射创建对象实例
Class<? extends Object> clazz = Class.forName(clazzString);
List<Element> columns = element.elements();
int lastRowNum = sheet.getLastRowNum();
String dataType = null;
// 根据list确认行数
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
Row contentRow= sheet.createRow(i + lastRowNum + 1);
for (int j = 0; j < columns.size(); j++) {
Method method = clazz.getMethod("get" + columns.get(j).attributeValue("name"));
Object obj= method.invoke(list.get(i));
String cellValue = initExcelValue(obj);
Cell contentCell = contentRow.createCell(j);
contentCell.setCellValue(cellValue);
contentCell.setCellStyle(cellStyle);
//数值过长，转换为double会变为科学计数法导出，所以不做处理
dataType = columns.get(j).attributeValue("type");
if (isDouble(contentCell.toString())&& !"String".equals(dataType)) {
contentCell.setCellValue(Double.parseDouble(contentCell.toString()));
}
}
}
}
从代码中可以看出，在for循环中重复创建了大量的变量，在此方法没有执行完成之前，这些变量一直存在于内存中，这样就会占用大量不需要的内存空间，很有可能会出现耗尽耗尽的情况，因此优化点就是将变量的声明放在for循环外面，这样就不用重复创建变量，经过优化后的代码如下
@SuppressWarnings("unchecked")
private static <T> void createContent4List(List<T> list, Sheet sheet, CellStyle cellStyle, Element element)
throws Exception {
String clazzString = element.attributeValue("class");
// 反射创建对象实例
Class<? extends Object> clazz = Class.forName(clazzString);
List<Element> columns = element.elements();
Row contentRow = null;
Cell contentCell = null;
Method method = null;
String cellValue = null;
Object obj = null;
int lastRowNum = sheet.getLastRowNum();
String dataType = null;
// 根据list确认行数
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
contentRow = sheet.createRow(i + lastRowNum + 1);
for (int j = 0; j < columns.size(); j++) {
method = clazz.getMethod("get" + columns.get(j).attributeValue("name"));
obj = method.invoke(list.get(i));
cellValue = initExcelValue(obj);
contentCell = contentRow.createCell(j);
contentCell.setCellValue(cellValue);
contentCell.setCellStyle(cellStyle);
//数值过长，转换为double会变为科学计数法导出，所以不做处理
dataType = columns.get(j).attributeValue("type");
if (isDouble(contentCell.toString())&& !"String".equals(dataType)) {
contentCell.setCellValue(Double.parseDouble(contentCell.toString()));
}
}
}
}
到此，综合以上几个优化点，Excel导出大数据CPU资源过高的问题就解决了，如果您有更好或不同的解决方案，欢迎留言交流，谢谢