【金三銀四-JVM系列】CMS收集器與GC日志分析定位問(wèn)題詳解

image.png

CMS收集器實(shí)戰(zhàn):
實(shí)戰(zhàn)開始嫁乘,準(zhǔn)備好了沒

構(gòu)建Spring Boot項(xiàng)目:
image.png

image.png

模擬業(yè)務(wù)場(chǎng)景代碼:

@RestController
public class IndexController {
/***

  • 存big對(duì)象
  • @return
    */
    @GetMapping("/put")
    public String process() {
    ArrayList<User> users = queryUsers();
    for (User user:users){
    //TODO 業(yè)務(wù)操作
    }
    return "ok";
    }
    private ArrayList<User> queryUsers() {
    ArrayList<User> users = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 50000; i++) {
    users.add(new User(i, "java2b"));
    }
    return users;
    }
    }

public class User {

private int id;
private String name;
private byte[] data;

public User(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
data=new byte[1 * 128 * 1024];
}
}
輸出收集器信息:
/***

  • 打印jvm信息
  • @return
    */
    @GetMapping("/info")
    public String info() {
    List<GarbageCollectorMXBean> garbages = ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans();
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    for (GarbageCollectorMXBean garbage : garbages) {
    stringBuilder.append("垃圾收集器:名稱=" + garbage.getName() + ",收集=" + garbage.getCollectionCount() + ",總花費(fèi)時(shí)間="
    + garbage.getCollectionTime());
    // + ",內(nèi)存區(qū)名稱=" + Arrays.deepToString(garbage.getMemoryPoolNames()));
    stringBuilder.append("\r\n");
    }
    MemoryMXBean memory = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
    MemoryUsage headMemory = memory.getHeapMemoryUsage();
    long MB = 1024 * 1024;
    stringBuilder.append("head堆:");
    stringBuilder.append("\t初始(M):" + headMemory.getInit() / MB);
    stringBuilder.append("\t最大(上限)(M):" + headMemory.getMax() / MB);
    stringBuilder.append("\t當(dāng)前(已使用)(M):" + headMemory.getUsed() / MB);
    stringBuilder.append("\t提交的內(nèi)存(已申請(qǐng))(M):" + headMemory.getCommitted() / MB);
    stringBuilder.append("\t使用率:" + headMemory.getUsed() * 100 / headMemory.getCommitted() + "%");
    return stringBuilder.toString();
    }

    生成jar包部署到服務(wù)器
    image.png

    啟動(dòng)參數(shù):
    java -Xms256m -Xmx256m -verbose:gc -Xloggc:/root/jvm/gc-cms.log -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:+PrintHeapAtGC -XX:HeapDumpPath=/root/jvm/dump.hprof -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.port=6666 -Djava.rmi.server.hostname=192.168.0.31 -jar /root/jvm/jvm-web-0.0.1-SNAPSHOT.jar > catalina.out &
    這兒要插播下JVM參數(shù)意義.
    JVM參數(shù)詳解:

JVM參數(shù)
含義

-XX:-CMSPrecleaningEnabled
不進(jìn)行預(yù)清理袄膏,度過(guò)我們之前的文章的都知道躬拢,CMS 在并發(fā)標(biāo)記和重新標(biāo)記的這段時(shí)間內(nèi)瘦锹,會(huì)有一個(gè)預(yù)清理的工作钧排,而這個(gè)通過(guò)會(huì)嘗試5秒之內(nèi)等待來(lái)一次 YGC田藐。以免在后面的重新標(biāo)記階段耗費(fèi)大量時(shí)間來(lái)標(biāo)記新生代的對(duì)象泣港。

-XX:+UseConcMarkSweepGC
此參數(shù)將啟動(dòng) CMS 回收器。默認(rèn)新生代是 ParNew历葛,也可以設(shè)置 Serial 為新生代收集器正塌。該參數(shù)等價(jià)于 -Xconcgc。

-XX:ParallelGCThreads
由于是并行處理器恤溶,當(dāng)然也可以指定線程數(shù)乓诽。默認(rèn)并發(fā)線程數(shù)是:(ParallelGCThreads + 3)/ 4)。

-XX:ConcGCThreads
或者 -XX:ParallelCMSThreads 咒程;除了上面設(shè)置線程的方式鸠天,你也可以通過(guò)這個(gè)兩個(gè)參數(shù)任意一個(gè)手工設(shè)定 CMS 并發(fā)線程數(shù)

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction
由于 CMS 回收器不是獨(dú)占式的,在垃圾回收的時(shí)候應(yīng)用程序仍在工作帐姻,所以需要留出足夠的內(nèi)存給應(yīng)用程序稠集,否則會(huì)觸發(fā) FGC。而什么時(shí)候運(yùn)行 CMS GC 呢饥瓷?通過(guò)該參數(shù)即可設(shè)置剥纷,該參數(shù)表示的是老年代的內(nèi)存使用百分比。當(dāng)達(dá)到這個(gè)閾值就會(huì)執(zhí)行 CMS呢铆。默認(rèn)是68晦鞋。 如果老年代內(nèi)存增長(zhǎng)很快,建議降低閾值棺克,避免 FGC悠垛,如果增長(zhǎng)慢,則可以加大閾值娜谊,減少 CMS GC 次數(shù)确买。提高吞吐量。

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
由于 CMS 使用標(biāo)記清理算法纱皆,內(nèi)存碎片無(wú)法避免湾趾。該參數(shù)指定每次 CMS 后進(jìn)行一次碎片整理。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction
由于每次進(jìn)行碎片整理將會(huì)影響性能抹剩,你可以使用該參數(shù)設(shè)定多少次 CMS 后才進(jìn)行一次碎片整理撑帖,也就是內(nèi)存壓縮。

-XX:+CMSClassUnloadingEnabled
允許對(duì)類元數(shù)據(jù)進(jìn)行回收澳眷。

-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction
當(dāng)永久區(qū)占用率達(dá)到這一百分比時(shí)胡嘿,啟動(dòng) CMS 回收(前提是 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled 激活了)。

-XX:UseCMSInitiatingOccupancyOnly
表示只在到達(dá)閾值的時(shí)候才進(jìn)行 CMS 回收钳踊。

XX:CMSWaitDuration=2000
由于CMS GC 條件比較簡(jiǎn)單衷敌,JVM有一個(gè)線程定時(shí)掃描Old區(qū),時(shí)間間隔可以通過(guò)該參數(shù)指定(毫秒單位)拓瞪,默認(rèn)是2s缴罗。

JVM工具參數(shù):

JVM參數(shù)
含義

-XX:+PrintGCDateStamps
打印 GC 日志時(shí)間戳

-XX:+PrintGCDetails
打印 GC 詳情

-XX:+PrintGCTimeStamps
印此次垃圾回收距離jvm開始運(yùn)行的所耗時(shí)間

-Xloggc:
將垃圾回收信息輸出到指定文件

-verbose:gc
打印 GC 日志

-XX:+PrintGCApplicationStopedTime
查看 gc 造成的應(yīng)用暫停時(shí)間

XX:+PrintTenuringDistribution
對(duì)象晉升的日志

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
內(nèi)存溢出時(shí)輸出 dump 文件

啟動(dòng)效果:[圖片上傳中...(image.png-cbc57a-1578570254235-0)]

訪問(wèn):

我們不難發(fā)現(xiàn)新生代用的是parNew 老年代用的cms
image.png

請(qǐng)求put:
我們通過(guò)http訪問(wèn)put方法之后看看效果:

效果如下:
image.png

image.png
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image.png

在運(yùn)行的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)有大量的對(duì)象進(jìn)入老年代,觸發(fā)了full gc祭埂,cms一直在收集面氓。

使用率達(dá)到99%兵钮,cms也一刻沒停下:
image.png

日志分析:
image.png

日志分析1.0版本:
我們抽取一條日志來(lái)分析下

[GC (Allocation Failure) 0K->63K(64K), 0.0047147 secs] 10258K->6780K(46144K), [Metaspace: 3434K->3434K(1056768K)], 0.0047613 secs][Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
該日志為四個(gè)部分:
Full GC:
表明進(jìn)行了一次垃圾回收,前面沒有Full修飾舌界,表明這是一次Minor GC ,注意它不表示只GC新生代掘譬,并且現(xiàn)有的不管是新生代還是老年代都會(huì)STW。
Allocation Failure:
表明本次引起GC的原因是因?yàn)樵谀贻p代中沒有足夠的空間能夠存儲(chǔ)新的數(shù)據(jù)了呻拌。
10258K->6780K(46144K),:?jiǎn)挝皇荎B
三個(gè)參數(shù)分別為:GC前該內(nèi)存區(qū)域(這里是年輕代)使用容量葱轩,GC后該內(nèi)存區(qū)域使用容量,該內(nèi)存區(qū)域總?cè)萘俊?br> 0.0047613 secs:
該內(nèi)存區(qū)域GC耗時(shí)藐握,單位是秒
[Times: user=0.04 sys=0.00, real=0.01 secs]:
分別表示用戶態(tài)耗時(shí)靴拱,內(nèi)核態(tài)耗時(shí)和總耗時(shí)

image.png

日志分析2.0版本:

采用在線gceasy來(lái)進(jìn)行分析,我們打開網(wǎng)址猾普,然后上傳我們生產(chǎn)的gc日志袜炕,如圖所示:
image.png

優(yōu)化問(wèn)題:

列出了可以優(yōu)化的4個(gè)問(wèn)題新生代和老年代元空間內(nèi)存占用情況
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吞吐量統(tǒng)計(jì):97.39%
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各各分代的內(nèi)存變化:
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CMS垃圾收集器不同時(shí)期發(fā)生的耗時(shí)
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GC發(fā)生次數(shù)的分類和耗時(shí)情況
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定位問(wèn)題:

我們通過(guò)生產(chǎn)的快照文件來(lái)定位問(wèn)題:
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JProfiler:
下載到本地通過(guò)JProfiler打開查看
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查看大對(duì)象:
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我們不難發(fā)現(xiàn)是ArrayList集合占用了96%的內(nèi)存,那我們來(lái)看看哪塊代碼大量用到了我們ArrayList集合了初家?
image.png

找到對(duì)應(yīng)代碼


image.png

通過(guò)此代碼我們就發(fā)現(xiàn)put方法大量用到了ArrayList集合造成的內(nèi)存溢出OOM

總結(jié):上述實(shí)戰(zhàn)相信大家都明白了妇蛀,大致流程就是:
1、夠?qū)pringBoot項(xiàng)目 模擬真實(shí)大批量用戶場(chǎng)景
2笤成、配置JVM參數(shù)然后部署運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)生成日志文件
3评架、通過(guò)分析日志文件確認(rèn)問(wèn)題。
需要上文代碼和軟件的朋友炕泳,可以關(guān)注我的微信:Java2B纵诞,大家可以自己實(shí)操下加深印象。
今天就寫到這了培遵。覺得不錯(cuò)歡迎關(guān)注點(diǎn)贊浙芙,你們的點(diǎn)贊關(guān)注是我出好文最大的動(dòng)力。
能看到這的都是牛人籽腕,麻煩幫忙點(diǎn)個(gè)贊關(guān)注下嗡呼,下篇我繼續(xù)帶來(lái)CMS和G1實(shí)戰(zhàn)PK對(duì)比,圖形化對(duì)比看的更直觀皇耗。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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