JVM调优实战

系统频繁Full GC导致系统卡顿是怎么回事？以下为业务场景出现的问题：

机器配置：2核4G

JVM内存大小：2G

系统运行时间：7天

期间发生的Full GC次数和耗时：500多次，200多秒

期间发生的Young GC次数和耗时：1万多次，500多秒

大致算下来每天会发生70多次Full GC，平均每小时3次，每次Full GC在400毫秒左右；

每天会发生1000多次Young GC，每分钟会发生1次，每次Young GC在50毫秒左右。

 

JVM参数设置如下：

‐Xms1536M ‐Xmx1536M ‐Xmn512M ‐Xss256K ‐XX:SurvivorRatio=6 ‐XX:MetaspaceSize=256M ‐XX:MaxMetaspaceSize=256M ‐XX:+UseParNewGC ‐XX:+UseConcMarkSweepGC ‐XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75 ‐XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

 

经过分析对象挪动到老年代的规则，可以大致感觉到是对象动态年龄判断机制导致频繁FullGC。

所以启jstat命令，分析堆内存各部分的使用情况，大致如下图所示：

 对于对象动态年龄判断机制导致的full gc较为频繁可以先试着优化下JVM参数，把年轻代适当调大点：

‐Xms1536M ‐Xmx1536M ‐Xmn1024M ‐Xss256K ‐XX:SurvivorRatio=6 ‐XX:MetaspaceSize=256M ‐XX:MaxMetaspaceSize=256M ‐XX:+UseParNewGC ‐XX:+UseConcMarkSweepGC ‐XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=92 ‐XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

设置程序启动参数后，JVM内存模型如下图所示: 

 

 优化完发现没什么变化，full gc的次数比minor gc的次数还多了：

我们可以推测下full gc比minor gc还多的原因有哪些？

1、元空间不够导致的多余full gc

2、显示调用System.gc()造成多余的full gc，这种一般线上尽量通过­XX:+DisableExplicitGC参数禁用，如果加上了这个JVM启动参数，那

么代码中调用System.gc()没有任何效果

3、老年代空间分配担保机制

最快速度分析完这些我们推测的原因以及优化后，我们发现young gc和full gc依然很频繁了，而且看到有大量的对象频繁的被挪动到老年代，这种情况我们可以借助jmap命令大概看下是什么对象

查到了有大量User对象产生，这个可能是问题所在，但不确定，还必须找到对应的代码确认，如何去找对应的代码了？

1、代码里全文搜索生成User对象的地方(适合只有少数几处地方的情况)

2、如果生成User对象的地方太多，无法定位具体代码，我们可以同时分析下占用cpu较高的线程，一般有大量对象不断产生，对应的方法代码肯定会被频繁调用，占用的cpu必然较高。

这时候我们就需要用到jstack或者jvisualvm来定位cpu使用较高的代码，最终定位到代码如下:

1 import java.util.ArrayList;

2

3 @RestController

4 public class IndexController {

5

6 @RequestMapping("/user/process")

7 public String processUserData() throws InterruptedException {

8 ArrayList<User> users = queryUsers();

9

10 for (User user: users) {

11 //TODO 业务处理

12 System.out.println("user:" + user.toString());

13 }

14 return "end";

15 }

16

17 /**

18 * 模拟批量查询用户场景

19 * @return

20 */

21 private ArrayList<User> queryUsers() {

22 ArrayList<User> users = new ArrayList<>();

23 for (int i = 0; i < 5000; i++) {

24 users.add(new User(i,"zhuge"));

25 }

26 return users;

27 }

28 }

 可以看到，代码也需要优化，一次性查询出5千个对象，大约1个User对象是1KB，那么5千个就是500M，也就是说一次性需要查询出500M的新生对象，那么根据老年代担保机制，年轻代每minor gc之前JVM都会计算下老年代剩余可用空间 ，如果这个可用空间小于年轻代里现有的所有对象大小之和(包括垃圾对象)，那么就会触发一次fullGC，显然我们的老年代根本无法存储新生的对象，需要触发一次FullGC，然后再执行一次MinoGC，执行完之后，如果存活的对象还是大于老年代剩余空间，就又会导致一次FullGC，相当于一次MinorGC，会导致两次FullGC，依次类推，系统运行下去，FullGC的频率会不断增大，导致我们的系统运行会越来越卡顿。

综上所述，我们需要尽量减少这种朝生夕死对象导致的FullGC。

总结一下自己的JVM调优思路，仅供参考:

1）尽量减少YongGC后存活的对象大于Survivor区50%，让存活对象尽量保留在年轻代，尽量别让对象进入老年代。

2）尽量减少FullGC的频率，避免频繁FullGC对JVM性能的影响。