JVM 在Java應用程序優化中是不可缺少的一大重項，如何合理配置Java參數，如何驗證配置參數的有效性，從GC日誌中可以獲得很重要的提示。下面小編就帶大家來一起學習一下吧
GC環境模擬
首先我們給出如下代碼用來觸發GC
public static void main(String[] args) {
// 每100毫秒創建100線程，每個線程創建一個1M的對象，即每100ms申請100M堆空間
Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(() -> {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread(() -> {
try {
// 申請1M
byte[] temp = new byte[1024 * 1024];
Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); // 隨機睡眠1秒以內
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}, 1000, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
我們要模擬的場景是年輕代不斷地Young GC，並有一部分對象晉升到老年代，當老年代空間不足時觸發Full GC。
程序邏輯：每100毫秒鐘創建100個線程，每個線程創建一個1M的對象，即每100ms申請100M堆空間。之所以每個線程隨機睡眠1s，是爲了避免對象朝生夕滅，保證可以有一部分對象能晉升到老年代，更好的觸發Young GC 和 Full GC，注意這個睡眠時間如果大了，會導致OOM，如果小了，很難觸發FULL GC。
虛擬機參數解釋
啓動Java進程：java -Xms200m -Xmx200m -Xmn100m -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./gc.log -XX:+PrintGCDateStamps -jar demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
-Xms200m -Xmx200m 最小/最大堆內存 200M
-Xmn100m 年輕代內存 100M
-verbose:gc 開啓GC日誌
-XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./gc.log -XX:+PrintGCDateStamps 將GC日誌詳情輸入到gc.log中
jmap分析
jcmd 獲取我們Java進程的Id：6264
jmap -heap 6264查看堆信息
第一次查看，我們發現 Eden區是98M，S0、S1是1M
第二次查看， Eden區是99M，S0、S1是0.5M
Eden區與Survivor區的比例在動態的變化，並不是默認的8:1:1。
原來我們使用默認的垃圾收集器Parallel Scavenge+Parallel Old組合，而該收集器下-XX:+UseAdaptiveSizePolicy是默認開啓的，即Eden區與Survivor區比例根據GC情況會自適應變化。
我們加上參數，關閉年輕代自適應，年輕代比例設置爲8:1:1
-XX:-UseAdaptiveSizePolicy -XX:SurvivorRatio=8
另外爲了儘早的觸發FULL GC，我們新增虛擬機參數
-XX:MaxTenuringThreshold=10
晉升年齡由默認的15修改爲10，使得年輕代的對象更容易晉升到老年代
重啓虛擬機查看jmap
年輕代
- Eden區80M 已使用51M，當前使用率63.8%
- S0區10M 已使用0.43M，使用率4.37%
- S1區10M 使用率爲空
老年代
- 100M 已使用18.39M，使用率18.9%
GC日誌內容分析
查看我們輸出的GC日誌gc.log，選取其中兩段
2019-06-09T02:55:30.993+0800: 330.811: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 82004K->384K(92160K)] 184303K->102715K(194560K), 0.0035647 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 2019-06-09T02:55:30.997+0800: 330.815: [Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 384K->0K(92160K)] [ParOldGen: 102331K->5368K(102400K)] 102715K->5368K(194560K), [Metaspace: 16941K->16914K(1064960K)], 0.0213953 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs]
Young GC
2019-06-09T02:55:30.993+0800: 330.811: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 82004K->384K(92160K)] 184303K->102715K(194560K), 0.0035647 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 2019-06-09T02:55:30.997+0800: 330.815: [Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 384K->0K(92160K)] [ParOldGen: 102331K->5368K(102400K)] 102715K->5368K(194560K), [Metaspace: 16941K->16914K(1064960K)], 0.0213953 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs]
解釋:
- 年輕代GC：[GC前年輕代80.08M->GC後0.37M(年輕代總大小90M)]GC前堆179.98M->GC後堆100.3M(堆總大小190M)，用時]
- 其中年輕代總大小是90M而不是100M，這裏我理解是年輕代當前最大申請到90M
- 100M*80%=80M 是Eden區大小
- 80M*80% = 64M Eden區默認佔用超過8成即64M就會觸發YoungGC
Full GC
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 384K->0K(92160K)] [ParOldGen: 102331K->5368K(102400K)] 102715K->5368K(194560K), [Metaspace: 16941K->16914K(1064960K)], 0.0213953 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs]
解釋：
- [GC前年輕代0.375M->GC後年輕代0M(年輕代總大小90M)][GC前老年代99.93M->GC後老年代5.24M(老年代總大小100M)]GC前堆100.3M->GC後堆5.24M（堆總大小190M）,[元數據區:GC前16.5,GC後16.5(元數據區總大小1040M)]，用時]
- 可以推測出此次FullGC原因是年輕代晉升老年代空間不足導致
利用可視化工具分析
這裏我們利用 gceasy.io/ 分析一下
(1)統計年輕代、老年代、元數據區最大可用空間以及峯值，這裏元數據區大小在我們的虛擬機參數沒有配置，所以取的是默認值
(2)吞吐量、GC平均延遲、最大延遲以及延遲區間的統計
(3)堆所用大小的實時分析，紅色位置是發生了FullGC使得堆總量直線下降
會發現虛擬機在剛啓動不久的階段觸發大量的FULL GC，我的理解是我們申請的對象都隨機睡眠一秒以內，剛啓動時大部分還存在線程的引用，GCRoot可達。在剛啓動的時候觸發FULL GC並不會完整清理掉老年代空間並由於空間不足不斷觸發FULL GC。
(4)GC空間總量和時間的統計
(5)各類GC時間、GC次數、GC總量等指標
總結
GC日誌分析可以幫助我們宏觀的監控GC運行情況。一方面如果頻繁的FullGC會有嚴重的性能問題(STW)，另一方面過於頻繁的GC，即GC佔用系統正常運行的比重過多，吞吐量低，則是一定程度上的性能資源浪費。若系統存在性能問題，根據GC分析各項指標的作爲參考，我們也可以適當的在程序裏或虛擬機參數做些調優。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持神馬文庫。