JVM GC調(diào)優(yōu)入門

這篇文章會介紹幾個常用的調(diào)優(yōu)參數(shù)，再通過兩個案例介紹如何進行JVM GC調(diào)優(yōu)。閱讀這篇文章的前提是假設大家已經(jīng)對JVM內(nèi)存模型、JVM的垃圾回收算法益楼、JVM的垃圾回收器都比較熟悉了。

JVM調(diào)優(yōu)是必須的嗎点晴？

閱讀下面的內(nèi)容之前首先拋出這個問題：GC調(diào)優(yōu)對于java服務是必須的嗎感凤？實際上，我感覺80%的java的程序員在實際工作中都沒有碰到過GC調(diào)優(yōu)吧粒督，這是因為多數(shù)的Java應用不需要在服務器上進行GC優(yōu)化俊扭，多數(shù)導致GC問題的Java應用，都不是因為我們參數(shù)設置錯誤坠陈，而是代碼問題萨惑，需要記住一點：GC調(diào)優(yōu)是最后要做的工作。

GC調(diào)優(yōu)的目的可以總結(jié)為下面兩點：

• 減少對象晉升到老年代的數(shù)量
• 減少FullGC的執(zhí)行時間

減少對象晉升到老年代的數(shù)量

分代垃圾回收是Oracle JVM中回收思想仇矾。 我們知道在Eden區(qū)創(chuàng)建的對象庸蔼，在from Survivor 復制到to Survivor區(qū)之后，達到一定年齡就進入了老年代贮匕。有些對象因為比較大就直接進入了老年代姐仅。在老年代的GC時間相比于年輕代時間更長。因此刻盐，減少對象進入老年代可以降低Full GC的頻率

減少FullGC的執(zhí)行時間

Full GC的時間比Minor GC要長掏膏。所以如果執(zhí)行太長時間的Full GC（超過1秒），就會發(fā)生超時錯誤

• 如果你試著減少老年代的大小來降低Full GC的執(zhí)行時間敦锌，可能會引發(fā)OutOfMemoryError或者導致Full GC的頻率升高馒疹。
• 如果是通過增加老年代的大小來降低Full GC的頻率，執(zhí)行時間將會增加乙墙。

影響GC的參數(shù)

JVM調(diào)優(yōu)主要用到參數(shù)羅列在下面的兩張表中颖变。主要分為內(nèi)存參數(shù)和垃圾類型參數(shù)。GC優(yōu)化的過程就是在調(diào)試這些參數(shù)的過程听想。

下表是與JVM內(nèi)存相關的參數(shù)：

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比較常用的參數(shù)是 -Xms, -Xmx和 -XX:NewRatio

下表展示的垃圾收集器類型的可選參數(shù)：

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不同的垃圾回收器與老年代年輕代的關系如下：

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還有一個常用的參數(shù)是-XX:+PrintGCDetails
通過 -XX:+PrintGCDetails可以查看具體的GC日志腥刹。下面的兩張圖分別介紹Full GC與Minor GC日志里的各個字段。

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監(jiān)控命令

設置好上面將的參數(shù)后汉买，可以通過監(jiān)控查看我們優(yōu)化的衔峰。監(jiān)控可以分為命令監(jiān)控和圖形化監(jiān)控。關于圖形化監(jiān)控可用工具比較常見的有JConsole和VisualVM，可以參考這篇文章垫卤。這里不做過多介紹邻吞。這節(jié)主要介紹個常用的監(jiān)控命令，在下面的案例中也是有用到的葫男。

jps 命令格式:jps [option] [hostid]
jps命令用于查詢正在運行的JVM進程，常用的參數(shù)為：
-q:只輸出LVMID崔列，省略主類的名稱
-m:輸出虛擬機進程啟動時傳給主類main()函數(shù)的參數(shù)
-l:輸出主類的全類名梢褐，如果進程執(zhí)行的是Jar包，輸出Jar路徑
-v:輸出虛擬機進程啟動時JVM參數(shù)

例子：

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jstack 命令格式:jstack [option] vmid
用于生成當前JVM的所有線程快照赵讯，線程快照是虛擬機每一條線程正在執(zhí)行的方法,目的是定位線程出現(xiàn)長時間停頓的原因盈咳。
-F:當正常輸出的請求不被響應時，強制輸出線程堆棧
-l:除堆棧外边翼，顯示關于鎖的附加信息
-m:如果調(diào)用到本地方法的話鱼响，可以顯示C/C++的堆棧

例子

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jmap 命令格式:jmap [option] vmid
用于顯示當前Java堆和永久代的詳細信息（如當前使用的收集器，當前的空間使用率等）
-dump:生成java堆轉(zhuǎn)儲快照
-heap:顯示java堆詳細信息(只在Linux/Solaris下有效)
-F:當虛擬機進程對-dump選項沒有響應時组底，可使用這個選項強制生成dump快照(只在Linux/Solaris下有效)
-histo:顯示堆中對象統(tǒng)計信息

例子

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jstat命令格式:jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]]]
jstat可以實時顯示本地或遠程JVM進程中類裝載丈积、內(nèi)存、垃圾收集债鸡、JIT編譯等數(shù)據(jù)
-class:監(jiān)視類裝載江滨、卸載數(shù)量、總空間及類裝載所耗費的時間
-gc:監(jiān)聽Java堆狀況厌均，包括Eden區(qū)唬滑、兩個Survivor區(qū)、老年代棺弊、永久代等的容量晶密，以用空間、GC時間合計等信息
-gccapacity:監(jiān)視內(nèi)容與-gc基本相同模她，但輸出主要關注java堆各個區(qū)域使用到的最大和最小空間
-gcutil:監(jiān)視內(nèi)容與-gc基本相同稻艰，但輸出主要關注已使用空間占總空間的百分比
-gccause:與-gcutil功能一樣，但是會額外輸出導致上一次GC產(chǎn)生的原因
-gcnew:監(jiān)視新生代GC狀況
-gcnewcapacity:監(jiān)視內(nèi)同與-gcnew基本相同侈净，輸出主要關注使用到的最大和最小空間
-gcold:監(jiān)視老年代GC情況
-gcoldcapacity:監(jiān)視內(nèi)同與-gcold基本相同连锯，輸出主要關注使用到的最大和最小空間
-gcpermcapacity:輸出永久代使用到最大和最小空間
-compiler:輸出JIT編譯器編譯過的方法、耗時等信息

例子

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命令jstat -gc 309 1000 5代表著：搜集vid為309的java進程的整體gc狀態(tài)用狱， 每1000ms收集一次运怖，共收集5次

案例

下面兩個案例是網(wǎng)友的JVM調(diào)優(yōu)過程，作者過程思路清晰夏伊，步步分析到位摇展，在這里分享給大家：
1、CMS調(diào)優(yōu)
2溺忧、OOM問題調(diào)優(yōu)

總結(jié)

JVM調(diào)優(yōu)在實際工作中用到的比較少咏连，但是這也是作為java程序員必須掌握的基本技能盯孙。真正熟練的使用GC調(diào)優(yōu)，是建立在多次進行GC監(jiān)控和調(diào)優(yōu)的實戰(zhàn)經(jīng)驗上的祟滴。

下面羅列了幾個數(shù)據(jù)作為參考振惰，如果GC執(zhí)行時間滿足下列所有條件，就沒有必要進行GC優(yōu)化了：

Minor GC執(zhí)行非常迅速（50ms以內(nèi)）

Minor GC沒有頻繁執(zhí)行（大約10s執(zhí)行一次）

Full GC執(zhí)行非常迅速（1s以內(nèi)）

Full GC沒有頻繁執(zhí)行（大約10min執(zhí)行一次）

PS：如果你要應付面試上的JVM題目垄懂。這可以參考這篇文章jvm知識點總覽

參考文章：How to Tune Java Garbage Collection