深入JVM内核13 JVM垃圾回收器

1.垃圾收集器

image.png

上图有连线的可以搭配使用
如，选ParNew为年轻代收集器，则可选CMS和Serial Old 为老年代垃圾收集器。
选用老年代CMS垃圾收集器，年轻代默认为ParNew收集器。

官方推荐使用G1，因为性能高
如果说收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。

虽然我们对各个收集器进行比较，但并非为了挑选出一个最好的收集器。因为直到现在为止还没有最好的垃圾收集器出现，更加没有万能的垃圾收集器，我们能做的就是根据具体应用场景选择适合自己的垃圾收集器。试想一下：如果有一种四海之内、任何场景下都适用的完美收集器存在，那么我们的HotSpot虚拟机就不会实现那么多不同的垃圾收集器了。

1.1 Serial收集器(-XX:+UseSerialGC -XX:+UseSerialOldGC)
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Serial（串行）收集器收集器是最基本、历史最悠久的垃圾收集器了。大家看名字就知道这个收集器是一个单线程收集器了。它的 “单线程” 的意义不仅仅意味着它只会使用一条垃圾收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是它在进行垃圾收集工作的时候必须暂停其他所有的工作线程（ "Stop The World" ），直到它收集结束。

新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。
优点:
  • 简单，对于单cpu，由于没有多线程的开销，可能更高效，是默认的Client模式下的新生代收集器
1.2 ParNew 并行收集器

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ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本，除了使用多线程进行垃圾收集外，其余行为（控制参数、收集算法、回收策略等等）和Serial收集器完全一样。

新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。
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它是许多运行在Server模式下的虚拟机的首要选择，除了Serial收集器外，只有它能与CMS收集器（真正意义上的并发收集器，后面会介绍到）配合工作。

并行和并发概念补充：
并行（Parallel） ：指多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍然处于等待状态。适合科学计算、后台处理等弱交互场景。
并发（Concurrent）：指用户线程与垃圾收集线程同时执行（但不一定是并行，可能会交替执行），用户程序在继续运行，而垃圾收集器运行在另一个CPU上。适合Web应用。

1.3 Parallel Scavenge收集器(-XX:+UseParallelGC(新生代),-XX:+UseParallelOldGC（老生代）)

Parallel Scavenge 收集器类似于ParNew 收集器，是Server 模式（内存大于2G，2个cpu）下的默认收集器，那么它有什么特别之处呢？

跟ParNew很类似，但关注点是吞吐量（高效率的利用CPU）。CMS等垃圾收集器的关注点更多的是用户线程的停顿时间（提高用户体验）。所谓吞吐量就是CPU中用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值。 Parallel Scavenge收集器提供了很多参数供用户找到最合适的停顿时间或最大吞吐量，如果对于收集器运作不太了解的话，可以选择把内存管理优化交给虚拟机去完成也是一个不错的选择。

新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。
image.png
1.4.Serial Old收集器

Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程收集器。它主要有两大用途：一种用途是在JDK1.5以及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用，另一种用途是作为CMS收集器的后备方案。

1.5 Parallel Old收集器

Parallel Scavenge收集器的老年代版本。使用多线程和“标记-整理”算法。在注重吞吐量以及CPU资源的场合，都可以优先考虑 Parallel Scavenge收集器和Parallel Old收集器。

1.6 CMS收集器(-XX:+UseConcMarkSweepGC(old) -XX:+UseParNewGC)

CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。它而非常符合在注重用户体验的应用上使用，它是HotSpot虚拟机第一款真正意义上的并发收集器，它第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程（基本上）同时工作。

从名字中的Mark Sweep这两个词可以看出，CMS收集器是一种 “标记-清除”算法实现的，它的运作过程相比于前面几种垃圾收集器来说更加复杂一些。整个过程分为5个步骤：

image.png

初始标记： 暂停所有的其他线程(STW)，并记录下直接与root相连的对象，速度很快 ；
并发标记： 同时开启GC和用户线程，用一个闭包结构去记录可达对象。但在这个阶段结束，这个闭包结构并不能保证包含当前所有的可达对象。因为用户线程可能会不断的更新引用域，所以GC线程无法保证可达性分析的实时性。所以这个算法里会跟踪记录这些发生引用更新的地方。
重新标记： 重新标记阶段就是为了修正并发标记期间因为用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段的时间稍长，远远比并发标记阶段时间短
并发清除： 开启用户线程，同时GC线程开始对未标记的区域做清扫。
重置线程： 清空跟收集相关的数据并重置，为下一次收集做准备

优点：
  • 并发执行、低停顿
缺点：
  • 并发执行，对CPU资源压力大
  • 无法处理浮动垃圾(在java业务程序线程与垃圾收集线程并发执行过程中又产生的垃圾，这种浮动垃圾只能等到下一次gc再清理了)，可能导致FullGC
  • 采用的 标记-清除算法会导致大量碎片，从而在分配大对象时可能触发FullGC

CMS的相关参数

 -XX:+UseConcMarkSweepGC 启用cms 
 -XX:ConcGCThreads:并发的GC线程数（并非STW时间，而是和服务一起执行的线程数）
 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:FullGC之后做压缩（减少碎片）
 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction:多少次FullGC之后压缩一次（因压缩非常的消耗时间，所以不能每次FullGC都做）
 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction:触发FulGC条件（默认是92）
 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly:是否动态调节
 -XX:+CMSScavengeBeforeRemark:FullGC之前先做YGC（一般这个参数是打开的）
 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled:启用回收Perm区（jdk1.7及以前）
1.7 G1收集器(-XX:+UseG1GC)

G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器,主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器. 以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征.

image.png
image.png
G1特点：
  • G1把内存划分成多个大小相等的独立的区域（Region）
  • G1仍采用分代思想， 保留新生代和老年代的概念，但不再是物理隔离了，而是一部分Region的集合，且不需要Region是连续的。
  • G1的Humongous区专门存放短期巨型对象不用直接进老年代，这样分配大对象不会因为无法找到连续空间而提前触发下一次GC。
G1具备以下优点：

并行与并发：G1能充分利用CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU（CPU或者CPU核心）来缩短Stop-The-World停顿时间。部分其他收集器原本需要停顿Java线程来执行GC动作，G1收集器仍然可以通过并发的方式让java程序继续执行。
空间整合：G1从整体上采用标记-整理算法；从局部上来看是基于复制算法，不会产生内存碎片
可预测的停顿：这是G1相对于CMS的另一个大优势，降低停顿时间是G1 和 CMS 共同的关注点，但G1 除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内完成垃圾收集。
筛选回收：G1跟踪各个Region里面垃圾堆的价值大小，在后台维护一个优先列表，每次根据允许的时间来回收价值最大的区域，从而保证在有限时间内的高效收集

G1收集器的运作大致分为以下几个步骤：

image.png

初始标记（initial mark phase，STW）：在此阶段，G1 GC 对根进行标记。该阶段与常规的 (STW) 年轻代垃圾回收密切相关。
并发标记（Concurrent Marking）：G1 GC 在整个堆中查找可访问的（存活的）对象。
最终标记（Remark，STW）：该阶段是 STW 回收，帮助完成标记周期。
筛选回收（Cleanup，STW）：筛选回收阶段首先对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的GC停顿时间来制定回收计划，这个阶段其实也可以做到与用户程序一起并发执行，但是因为只回收一部分Region，时间是用户可控制的，而且停顿用户线程将大幅提高收集效率。

image.png

G1收集器在后台维护了一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先选择回收价值最大的Region(这也就是它的名字Garbage-First的由来)。这种使用Region划分内存空间以及有优先级的区域回收方式，保证了GF收集器在有限时间内可以尽可能高的收集效率。

G1垃圾收集分类

YoungGC

image.png

清理是会自动将老年代区域形成连续内存空间
image.png

  1. 新对象进入Eden区
  2. 存活对象拷贝到Survivor区
  3. 存活时间达到年龄阈值时，对象晋升到Old区

MixedGC

image.png

混合式GC也是采用的复制的清理策略，当GC完成后，会重新释放空间。
image.png

不是FullGC，回收所有的Young和部分Old(根据期望的GC停顿时间确定old区垃圾收集的优先顺序)

相关参数

 G1MixedGCLiveThresholdPercent Old区的region被回收的时候的存活对象占比
 G1MixedGCCountTarget：一次global concurrent marking之后，最多执行Mixed GC的次数
 G1OldCSetRegionThresholdPercent  一次Mixed GC中能被选入CSet的最多old区的region数量

触发的时机

InitiatingHeapOccupancyPercent:堆占有率达到这个值则触发global concurrent marking，默认45%

G1HeapWastePercent:在global concurrent marking结束之后，可以知道区有多少空间要被回收，在每次YGC之后和再次发生Mixed GC之前，会检查垃圾占比是否达到了此参数，只有达到了，下次才会发生Mixed GC

G1的另一个显著特点他能够让用户设置应用的暂停时间，为什么G1能做到这一点呢？

也许你已经注意到了，G1回收的第4步，它是“选择一些内存块”，而不是整代内存来回收，这是G1跟其它GC非常不同的一点，其它GC每次回收都会回收整个Generation的内存(Eden, Old), 而回收内存所需的时间就取决于内存的大小，以及实际垃圾的多少，所以垃圾回收时间是不可控的；而G1每次并不会回收整代内存，到底回收多少内存就看用户配置的暂停时间，配置的时间短就少回收点，配置的时间长就多回收点，伸缩自如

2. 如何选择垃圾收集器

优先调整堆的大小让服务器自己来选择
如果内存小于100M，使用串行收集器
如果是单核，并且没有停顿时间的要求，串行或JVM自己选择
如果允许停顿时间超过1秒，选择并行或者JVM自己选
如果响应时间最重要，并且不能超过1秒，使用并发收集器

3. 实战调优

3.1 GC性能指标
  • 吞吐量 = 应用代码执行的时间/运行的总时间`
  • GC负荷，与吞吐量相反，GC时间/运行的总时间
  • 暂停时间，就是发生Stop-the-World的总时间
  • GC频率，就是GC在一个时间段发生的次数
  • 反应速度，就是从对象成为垃圾到被回收的时间
JVM调优方向：提高吞吐量减小时暂停时间
3.2 JVM内存配置原则

GC调优步骤
打印GC日志

-XX:+PrintGCDetails  -XX:+PrintGCTimeStamps  -XX:+PrintGCDateStamps  -Xloggc:./gc.log

Tomcat则直接加在JAVA_OPTS变量里
分析日志得到关键性指标
分析GC原因，调优JVM参数

1、Parallel Scavenge收集器(默认)

分析parallel-gc.log
调优：

第一次调优，设置Metaspace大小：增大元空间大小

-XX:MetaspaceSize=64M  -XX:MaxMetaspaceSize=64M

比较下几次调优效果：

吞吐量 最大停顿 平均停顿 Young gc Full gc
97.842% 90.0 ms 15.9 ms 15 2
98.854% 20.0 ms 10.0 ms 11 0
调优前
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.241-b07) for windows-amd64 JRE (1.8.0_241-b07), built on Dec 11 2019 10:21:40 by "rejava" with MS VC++ 10.0 (VS2010)
Memory: 4k page, physical 16642996k(8741996k free), swap 21623732k(8814592k free)
CommandLine flags: -XX:InitialHeapSize=266287936 -XX:MaxHeapSize=4260606976 -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC 
2020-03-05T15:03:26.250+0800: 0.759: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 65024K->4614K(75776K)] 65024K->4630K(249344K), 0.0057056 secs] [Times: user=0.08 sys=0.03, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:03:27.512+0800: 2.022: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 69638K->4496K(75776K)] 69654K->4520K(249344K), 0.0022999 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:03:27.650+0800: 2.160: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 69520K->5351K(75776K)] 69544K->5383K(249344K), 0.0029265 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:03:27.763+0800: 2.272: [GC (GCLocker Initiated GC) [PSYoungGen: 70375K->5486K(75776K)] 70407K->5526K(249344K), 0.0157775 secs] [Times: user=0.13 sys=0.00, real=0.02 secs] 
2020-03-05T15:03:27.908+0800: 2.418: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 70510K->5515K(75776K)] 70556K->5569K(249344K), 0.0160987 secs] [Times: user=0.14 sys=0.00, real=0.02 secs] 
2020-03-05T15:03:28.082+0800: 2.591: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 70539K->6142K(135680K)] 70593K->6310K(309248K), 0.0039431 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:03:28.227+0800: 2.737: [GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 65630K->4443K(136192K)] 65797K->7393K(309760K), 0.0085781 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:03:28.236+0800: 2.746: [Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 4443K->0K(136192K)] [ParOldGen: 2949K->7055K(87552K)] 7393K->7055K(223744K), [Metaspace: 20859K->20859K(1069056K)], 0.0341459 secs] [Times: user=0.23 sys=0.02, real=0.03 secs] 
2020-03-05T15:03:29.181+0800: 3.690: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 129536K->3430K(230400K)] 136591K->10494K(317952K), 0.0023898 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:03:29.614+0800: 4.123: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 230246K->5984K(262144K)] 237310K->13056K(349696K), 0.0044962 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:03:30.304+0800: 4.814: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 260960K->7152K(329216K)] 268032K->16671K(416768K), 0.0053596 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:03:31.644+0800: 6.153: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 329200K->8684K(330752K)] 338719K->26494K(418304K), 0.0126573 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:03:32.280+0800: 6.790: [GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 242764K->3797K(450560K)] 260573K->29357K(538112K), 0.0107752 secs] [Times: user=0.11 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:03:32.291+0800: 6.801: [Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 3797K->0K(450560K)] [ParOldGen: 25560K->23163K(146432K)] 29357K->23163K(596992K), [Metaspace: 34940K->34940K(1081344K)], 0.0917807 secs] [Times: user=0.59 sys=0.02, real=0.09 secs] 
2020-03-05T15:03:33.393+0800: 7.902: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 440832K->6628K(453120K)] 463995K->29799K(599552K), 0.0054285 secs] [Times: user=0.13 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:03:35.415+0800: 9.925: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 447460K->5312K(567296K)] 470631K->32875K(713728K), 0.0220941 secs] [Times: user=0.11 sys=0.00, real=0.02 secs] 
2020-03-05T15:03:38.764+0800: 13.274: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 566976K->10301K(573440K)] 594539K->37873K(719872K), 0.0245246 secs] [Times: user=0.11 sys=0.03, real=0.03 secs]
调优前
调优前
1次调优
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.241-b07) for windows-amd64 JRE (1.8.0_241-b07), built on Dec 11 2019 10:21:40 by "rejava" with MS VC++ 10.0 (VS2010)
Memory: 4k page, physical 16642996k(8495920k free), swap 21623732k(7940336k free)
CommandLine flags: -XX:CompressedClassSpaceSize=58720256 -XX:InitialHeapSize=266287936 -XX:MaxHeapSize=4260606976 -XX:MaxMetaspaceSize=67108864 -XX:MetaspaceSize=67108864 -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC 
2020-03-05T16:46:37.644+0800: 0.652: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 65024K->4522K(75776K)] 65024K->4538K(249344K), 0.0033897 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T16:46:38.323+0800: 1.332: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 69546K->4423K(75776K)] 69562K->4447K(249344K), 0.0152971 secs] [Times: user=0.13 sys=0.00, real=0.02 secs] 
2020-03-05T16:46:38.449+0800: 1.457: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 69447K->5327K(75776K)] 69471K->5359K(249344K), 0.0036606 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T16:46:38.566+0800: 1.575: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 70351K->5385K(140800K)] 70383K->5425K(314368K), 0.0055420 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:38.840+0800: 1.849: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 135433K->7323K(140800K)] 135473K->7435K(314368K), 0.0047308 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:39.718+0800: 2.726: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 137371K->7672K(266752K)] 137483K->8354K(440320K), 0.0049048 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:40.219+0800: 3.227: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 266744K->8692K(267776K)] 267426K->11980K(441344K), 0.0080047 secs] [Times: user=0.13 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:40.905+0800: 3.914: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 267764K->9723K(525312K)] 271052K->15557K(698880K), 0.0092705 secs] [Times: user=0.09 sys=0.03, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:42.732+0800: 5.740: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 525307K->12259K(527872K)] 531141K->28385K(701440K), 0.0121997 secs] [Times: user=0.11 sys=0.00, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:43.854+0800: 6.862: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 527843K->14442K(842240K)] 543969K->36101K(1015808K), 0.0139491 secs] [Times: user=0.08 sys=0.05, real=0.01 secs] 
2020-03-05T16:46:47.239+0800: 10.247: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 838762K->13960K(843264K)] 860421K->46681K(1016832K), 0.0177592 secs] [Times: user=0.05 sys=0.02, real=0.02 secs]
一次调优

一次调优

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:./parallel-gc.log

2、配置CMS收集器

-XX:+UseConcMarkSweepGC
分析cms-gc.log

-XX:+PrintGCDetails  -XX:+PrintGCTimeStamps  -XX:+PrintGCDateStamps  -XX:+UseConcMarkSweepGC  -Xloggc:./cms-gc.log

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.241-b07) for windows-amd64 JRE (1.8.0_241-b07), built on Dec 11 2019 10:21:40 by "rejava" with MS VC++ 10.0 (VS2010)
Memory: 4k page, physical 16642996k(9114068k free), swap 21623732k(9435704k free)
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2020-03-05T15:30:50.136+0800: 1.099: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:50.136+0800: 1.099: [ParNew: 69376K->4415K(78016K), 0.0084237 secs] 69376K->4415K(251456K), 0.0086594 secs] [Times: user=0.09 sys=0.03, real=0.01 secs] 
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2020-03-05T15:30:56.558+0800: 7.519: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:56.558+0800: 7.519: [ParNew: 75425K->5719K(78016K), 0.0034321 secs] 99094K->30227K(251456K), 0.0035102 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:57.191+0800: 8.153: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.191+0800: 8.153: [ParNew: 75095K->5805K(78016K), 0.0043874 secs] 99603K->30941K(251456K), 0.0044735 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:57.332+0800: 8.294: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.332+0800: 8.294: [ParNew: 75181K->7067K(78016K), 0.0039349 secs] 100317K->32597K(251456K), 0.0040205 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:57.425+0800: 8.387: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.426+0800: 8.388: [ParNew: 76443K->6654K(78016K), 0.0036442 secs] 101973K->32849K(251456K), 0.0037641 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:57.529+0800: 8.492: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.529+0800: 8.492: [ParNew: 76030K->6633K(78016K), 0.0034097 secs] 102225K->33411K(251456K), 0.0035131 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:57.644+0800: 8.606: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.644+0800: 8.606: [ParNew: 76009K->7710K(78016K), 0.0034327 secs] 102787K->35087K(251456K), 0.0035206 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:57.797+0800: 8.759: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.797+0800: 8.759: [ParNew: 77086K->6522K(78016K), 0.0341354 secs] 104463K->35019K(251456K), 0.0342341 secs] [Times: user=0.23 sys=0.00, real=0.03 secs] 
2020-03-05T15:30:57.956+0800: 8.918: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:57.956+0800: 8.918: [ParNew: 75898K->5610K(78016K), 0.0037558 secs] 104395K->35076K(251456K), 0.0038299 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:58.604+0800: 9.566: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:58.604+0800: 9.567: [ParNew: 74986K->7990K(78016K), 0.0037388 secs] 104452K->38197K(251456K), 0.0037995 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
2020-03-05T15:30:58.859+0800: 9.821: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:58.859+0800: 9.821: [ParNew: 77366K->6433K(78016K), 0.0075144 secs] 107573K->38426K(251456K), 0.0076513 secs] [Times: user=0.09 sys=0.03, real=0.01 secs] 
2020-03-05T15:30:59.080+0800: 10.042: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:30:59.080+0800: 10.042: [ParNew: 75809K->6353K(78016K), 0.0169403 secs] 107802K->39295K(251456K), 0.0170596 secs] [Times: user=0.11 sys=0.00, real=0.02 secs] 
2020-03-05T15:35:28.062+0800: 279.024: [GC (Allocation Failure) 2020-03-05T15:35:28.062+0800: 279.024: [ParNew: 75729K->5008K(78016K), 0.0070152 secs] 108671K->37950K(251456K), 0.0072256 secs] [Times: user=0.13 sys=0.00, real=0.01 secs]

3、配置G1收集器

-XX:+UseG1GC
分析g1-gc.log


image.png

image.png

G1调优相关
常用参数

-XX:+UseG1GC 开启G1
-XX:G1HeapRegionSize=n,region的大小，1-32M，2048个
-XX:MaxGCPauseMillis=200 最大停顿时间
-XX:G1NewSizePercent   -XX:G1MaxNewSizePercent
-XX:G1ReservePercent=10 保留防止to space溢出（）
-XX:ParallelGCThreads=n SWT线程数（停止应用程序）
-XX:ConcGCThreads=n 并发线程数=1/4*并行

3.GC常用参数

堆栈设置

-Xss:每个线程的栈大小
-Xms:初始堆大小，默认物理内存的1/64
-Xmx:最大堆大小，默认物理内存的1/4
-Xmn:新生代大小
-XX:NewSize:设置新生代初始大小
-XX:NewRatio:默认2表示新生代占年老代的1/2，占整个堆内存的1/3。
-XX:SurvivorRatio:默认8表示一个survivor区占用1/8的Eden内存，即1/10的新生代内存。
-XX:MetaspaceSize:设置元空间大小
-XX:MaxMetaspaceSize:设置元空间最大允许大小，默认不受限制，JVM Metaspace会进行动态扩展。

垃圾回收统计信息

-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCTimeStamps
-Xloggc:filename

收集器设置

-XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
-XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
-XX:+UseParallelOldGC:老年代使用并行回收收集器
-XX:+UseParNewGC:在新生代使用并行收集器
-XX:+UseParalledlOldGC:设置并行老年代收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC:设置CMS并发收集器
-XX:+UseG1GC:设置G1收集器
-XX:ParallelGCThreads:设置用于垃圾回收的线程数

并行收集器设置

-XX:ParallelGCThreads:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
-XX:MaxGCPauseMillis:设置并行收集最大暂停时间
-XX:GCTimeRatio:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
-XX:YoungGenerationSizeIncrement：年轻代gc后扩容比例，默认是20(%)

CMS收集器设置

-XX:+UseConcMarkSweepGC:设置CMS并发收集器
-XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
-XX:ParallelGCThreads:设置并发收集器新生代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction:设定进行多少次CMS垃圾回收后，进行一次内存压缩
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled:允许对类元数据进行回收
-XX:UseCMSInitiatingOccupancyOnly:表示只在到达阀值的时候，才进行CMS回收
-XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况
-XX:ParallelCMSThreads:设定CMS的线程数量
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction:设置CMS收集器在老年代空间被使用多少后触发
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:设置CMS收集器在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片的整理

G1收集器设置

-XX:+UseG1GC:使用G1收集器
-XX:ParallelGCThreads:指定GC工作的线程数量
-XX:G1HeapRegionSize:指定分区大小(1MB~32MB，且必须是2的幂)，默认将整堆划分为2048个分区
-XX:GCTimeRatio:吞吐量大小，0-100的整数(默认9)，值为n则系统将花费不超过1/(1+n)的时间用于垃圾收集
-XX:MaxGCPauseMillis:目标暂停时间(默认200ms)
-XX:G1NewSizePercent:新生代内存初始空间(默认整堆5%)
-XX:G1MaxNewSizePercent:新生代内存最大空间
-XX:TargetSurvivorRatio:Survivor填充容量(默认50%)
-XX:MaxTenuringThreshold:最大任期阈值(默认15)
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercen:老年代占用空间超过整堆比IHOP阈值(默认45%),超过则执行混合收集
-XX:G1HeapWastePercent:堆废物百分比(默认5%)
-XX:G1MixedGCCountTarget:参数混合周期的最大总次数(默认8)

G1垃圾收集器 vs CMS垃圾回收器

  • G1不会产生碎片
  • G1可以精准控制停顿，它把整堆划分为多个固定大小的区域，每次根据停顿时间去收集垃圾最多的区域
G1垃圾收集器优化建议：
  • 年轻代大小
    避免使用-Xmn选项或-XX:NewRatio等其它相关选项显示设置年轻代大小
    固定年轻代的大小会覆盖暂停时间目标
  • 暂停时间目标不要太过苛刻
    G1 GC的吞吐量目标是90%的应用程序时间和10%的垃圾回收时间
    评估G1 GC的吞吐量时，暂停时间目标不要太苛刻。目标太过严苛表示您愿意承受更多的垃圾回收开销，而这会直接影响到吞吐量
    停顿时间是500ms以内
    吞吐量是90%以上
    6GB以上内存
是否需要切换到G1

50%以上的堆被存活对象占用
对象分配和晋升的速度变化非常大
垃圾回收时间特别长，超过1秒
G1调优目标
6GB以上内存

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