2020-04-07

JVM——GC分析

GC 的概念

GC是java语言的垃圾回收机制，一般不需要专门编写内存回收和垃圾清理代码，对内存泄露和溢出的问题，也不需要像C程序员那样战战兢兢。这是因为在Java虚拟机中，存在自动内存管理和垃圾清扫机制。

概括地说，该机制对JVM（Java Virtual Machine）中的内存进行标记，并确定哪些内存需要回收，根据一定的回收策略，自动的回收内存，永不停息（Nerver Stop）的保证JVM中的内存空间，防止出现内存泄露和溢出问题。

GC主要有 YoungGC，OldGC，FullGC。（还有G1中独有的Mixed GC，收集整个young区以及部分Old区）

YoungGC：回收Eden区，有些地方称之为Minor GC，或者简称YGC
OldGC：回收Old区，只单独回收Old区的只有CMS GC，且是CMS的concurrent collection模式。
FullGC：收集整个GC堆，也称之为Major GC。

注：如果配置了CMS垃圾回收器，那么jstat中的FGC并不表示就一定发生了FullGC，很有可能是发生了CMS GC，而且每发生一次CMS GC，jstat中的FGC就会+2**。

FullGC 触发条件

没有配置 -XX:+DisableExplicitGC的情况下System.gc()会触发FullGC;
老年代空间不足
方法区空间不足
通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
执行jmap histo : live 或 jmap -dump ：live；

注：统计发现之前YGC的平均晋升大小比目前old gen剩余的空间大，触发CMS GC；Metaspace Space使用达到Metaspace阈值是触发CMS GC；

健康的 GC

无论是定位YoungGC，OldGC，FullGC哪一种GC，判断其是否正常主要从两个维度：GC频率和STW时间；
要得到这两个维度的值，我们需要知道JVM运行了多久，执行如下命令即可：

ps -p pid -o etime

可参考的健康的GC状况:

YoungGC频率5秒/次；
CMS GC频率不超过1天/次；
每次YoungGC的时间不超过30ms；
FullGC频率尽可能完全杜绝；

G1&CMS时，FullGC回收算法会退化成Serial+SerialOld，即单线程串行回收，且完全STW，影响很大且STW时间完全不可预估，所以FullGC频率尽可能完全杜绝。

如何获取 GC 日志

一般情况可以通过两种方式来获取GC日志，一种是使用命令动态查看，一种是在容器中设置相关参数打印GC日志。

命令动态查看

jstat-gc 统计垃圾回收堆的行为

JVM——GC分析_2020-04-07-16-45-35.png

也可以设置间隔固定时间来打印：

jstat -gc 1262 2000 20

这个命令意思就是每隔2000ms输出1262的gc情况，一共输出20次。

更多详细内容请参考这篇文章：JVM——命令调优

GC 参数

-XX:+PrintGC 输出GC日志
-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志
-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳（以基准时间的形式）
-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC的时间戳（以日期的形式，如 2017-09-04T21:53:59.234+0800）
-XX:+PrintHeapAtGC 在进行GC的前后打印出堆的信息
-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的输出路径

Tomcat设置

我们经常在tomcat的启动参数中添加JVM相关参数，这里有一个典型的示例：

JAVA_OPTS="-server -Xms2000m -Xmx2000m -Xmn800m -XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=256m -XX:SurvivorRatio=4

-verbose:gc -Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log 

-Djava.awt.headless=true 

-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails 

-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=600000 -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=600000

-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:MaxTenuringThreshold=15"

-verbose:gc-Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log

将虚拟机每次垃圾回收的信息写到日志文件中，文件名由file指定，文件格式是平文件，内容和-verbose:gc输出内容相同。

-Djava.awt.headless=true Headless

模式是系统的一种配置模式。在该模式下，系统缺少了显示设备、键盘或鼠标。

-XX:+PrintGCTimeStamps-XX:+PrintGCDetails

设置gc日志的格式

-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=600000-Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=600000

指定rmi调用时gc的时间间隔

GC日志分析工具

GChisto GC Easy 詳細請訪問：Java GC 分析

如何减少GC出现的次数

对象不用时显示置null。
少用System.gc()。
尽量少用静态变量。
尽量使用StringBuffer，而不用String累加字符串。
分散对象创建或删除的时间。
少用finalize函数。
如果需要使用经常用到的图片，可以使用软引用类型，它可以尽可能将图片保存在内存中，供程序调用，而不引起OOM。
能用基本类型就不用基本类型封装类。
增大-Xmx的值。

在生产环境中，根据需要配置相应的参数来监控JVM运行情况。

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