在
JVM（Java Virtual Machine）中，**
Full GC**（
Full Garbage Collection）是指对整个堆内存（包括年轻代、老年代）以及方法区（元空间或永久代）进行的垃圾回收。它通常耗时较长，会导致应用程序**“Stop-The-World”**（STW），即所有应用线程暂停，因此应尽量避免频繁发生。
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## 🔥 一、什么是
Full GC？
- **
Full GC** 是一次全局性的垃圾回收：
- 回收 **年轻代（
Young Generation）**
- 回收 **老年代（Old Generation）**
- 回收 **方法区 / 元空间（Metaspace）**
- 它由不同的
GC 算法触发，常见的如 Serial Old、Parallel Old、CMS 的最终阶段、G1 的 Mixed
GC 或
Full GC 阶段等。
- 触发后会**暂停所有用户线程**，直到清理完成。
> ⚠️ 注意：虽然名字叫 "
Full GC"，但某些情况下可能只是 Major
GC（仅老年代回收），但在日志中仍被标记为
Full GC。
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## 🧨 二、
Full GC 触发的主要原因
以下是导致
JVM 执行
Full GC 的常见原因：
---
### 1. **老年代空间不足（最常见）**
当老年代没有足够空间容纳从年轻代晋升的对象时，会尝试触发一次
Full GC。
#### 常见场景：
- 大量对象提前晋升到老年代（如 Survivor 区太小）
- 长期存活对象过多
- 年轻代
GC 后有大批对象要进入老年代，但老年代放不下
```text
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
```
👉 此错误前往往伴随多次
Full GC。
---
### 2. **System.
gc() 被显式调用**
Java 中调用 `System.
gc()` 会建议
JVM 执行一次
Full GC（除非禁用）。
#### 示例代码：
```java
System.
gc(); // 显式请求
GC
```
#### 如何避免？
- 使用
JVM 参数禁止响应此调用：
```bash
-XX:+DisableExplicit
GC
```
- 或者在生产环境中严格禁止使用 `System.
gc()`。
---
### 3. **元空间（Metaspace）空间不足**
JDK 8+ 使用 **Metaspace** 替代了永久代（PermGen）。如果类加载过多（如动态生成类、反射、OSGi、热部署框架），可能导致 Metaspace 耗尽。
#### 触发条件：
- Metaspace 占用接近阈值（`MaxMetaspaceSize`）
- 默认情况下，Metaspace 扩容失败时会触发
Full GC 来尝试卸载类（通过 CMS 或 G1）
#### 相关参数：
```bash
-XX:MaxMetaspaceSize=256m # 设置上限
-XX:MetaspaceSize=64m # 初始大小，达到后触发首次
GC
```
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### 4. **CMS
GC 时出现 “Concurrent Mode Failure”**
如果你使用的是 **CMS 收集器**（老年代），它本意是并发回收，不暂停应用线程。但如果在 CMS 执行过程中，老年代空间不足以容纳新晋升的对象，就会退化为 **Serial Old** 进行
Full GC。
#### 日志特征：
```text
[
GC (CMS Initial Mark)
...
[
Full GC (Concurrent Mode Failure)
```
#### 解决方案：
- 增加老年代大小
- 提前启动 CMS：调整 `-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction`
- 减少对象晋升速度（优化对象生命周期）
---
### 5. **晋升失败（Promotion Failed）**
在 Minor
GC 期间，如果 Survivor 区无法容纳存活对象，这些对象将尝试晋升到老年代。但如果老年代**连续空间不足**，即使总空间够，也可能因无法分配大对象而失败。
#### 原因：
- 老年代碎片化严重（尤其使用 CMS 时）
- 没有足够的连续空间存放大对象
此时
JVM 会触发
Full GC 尝试整理老年代空间。
---
### 6. **堆内存分配担保失败（Allocation Failure）**
JVM 在每次 Minor
GC 前会检查老年代最大可用连续空间是否大于“年轻代所有对象总
和”或“历次晋升平均大小”。如果不够，就提前触发
Full GC（称为“分配担保”机制）。
这属于一种预防性策略。
---
### 7. **G1
GC 中的
Full GC（应极力避免）**
G1 正常情况下不会执行
Full GC，但在以下情况会发生：
- **并发标记阶段来不及完成**，而堆空间又快满了
- **晋升时老年代空间不足**，且 G1 无法及时完成 Mixed
GC 清理
- **巨型对象（Humongous Object）** 分配失败
此时 G1 会退回到单线程
Full GC（通常是 **SATB + Mark-Sweep Compact**），非常慢。
#### 日志示例：
```text
[
Full GC (Ergonomics) ...]
```
#### 预防措施：
- 调整 `-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent`
- 增加堆大小
- 控制 Humongous 对象分配
---
### 8. **Direct Memory 导致的间接
Full GC（NIO 场景）**
使用 `ByteBuffer.allocateDirect()` 分配堆外内存时，不受堆限制，但其释放依赖于 `Cleaner`（基于 PhantomReference），而 Cleaner 的触发依赖于 **老年代
GC**。
如果长时间不触发老年代
GC，则 Direct Memory 无法及时释放 → 内存泄漏 → 最终 OOM → 可能触发紧急
Full GC。
---
## 📊 三、如何监控
和诊断
Full GC？
### 1. 开启
GC 日志（强烈推荐）
```bash
-Xlog
gc:
gc.log
-XX:+Print
GCDetails
-XX:+Print
GCDateStamps
-XX:+Use
GCLogFileRotation
-XX:NumberOf
GCLogFiles=5
-XX:
GCLogFileSize=10M
```
### 2. 查看关键字段
在
GC 日志中查找：
```text
[
Full GC
[
GC (Allocation Failure) --> 可能引发
Full GC
[
GC (Metadata
GC Threshold) --> Metaspace 触发
[
Full GC (Ergonomics) -->
JVM 自动决策
[
Full GC (System.
gc()) --> 显式调用
[
Full GC (Concurrent Mode Failure) --> CMS 失败
```
### 3. 使用工具分析
- **jstat**: 实时查看
GC 统计
```bash
jstat -
gcutil <pid> 1s
```
- **VisualVM / JConsole / Prometheus + Grafana**
- **
GCViewer /
GCEasy.io**：上传日志文件自动分析
---
## ✅ 四、如何减少或避免
Full GC？
| 问题 | 解决方案 |
|------|----------|
| 老年代空间不足 | 增大 `-Xmx`
和 `-Xms`；优化对象生命周期 |
| 对象过早晋升 | 增大 Survivor 区：`-XX:SurvivorRatio` |
| Metaspace 不足 | 增大 `-XX:MaxMetaspaceSize`；检查类加载泄漏 |
| System.
gc() 调用 | 添加 `-XX:+DisableExplicit
GC` |
| CMS 并发失败 | 提前触发 CMS：`-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70` |
| G1
Full GC | 调整 IHOP：`-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45` |
| 堆外内存泄漏 | 限制 Direct Memory：`-XX:MaxDirectMemorySize`；手动 `clean()` |
---
## 🧪 五、实战排查步骤
1. **确认是否真的发生了
Full GC**
查看
GC 日志或使用 `jstat -
gc <pid>`。
2. **定位触发原因**
看日志中的括号说明：`(System.
gc())`, `(Metadata
GC Threshold)` 等。
3. **分析内存分布**
使用 MAT（Memory Analyzer Tool）分析 heap dump，看是否有内存泄漏。
4. **优化代码与配置**
- 减少大对象创建
- 避免长生命周期持有无用对象
- 合理设置堆参数
5. **选择合适的
GC 器**
- 吞吐优先：Parallel
GC
- 低延迟：G1、Z
GC、Shenandoah
---
JVM内存管理：YoungGC和FullGC的触发条件与机制详解,
本文详细阐述了JVM中YoungGC和FullGC的触发条件，包括内存满、空间不足、元空间阈值、以及与CMS收集器相关的触发机制。同时提到了与MinorGC、OldGC和MajorGC的关系以及生产环境的最佳实践。
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