JVM GC优化

查看JVM的GC过程

在启动你的程序的时候，使用-verbose:gc 参数，将程序的 GC情况输出至 log 文本文件中。对log 文件进行简要分析。
输入的参数为“-verbose:gc -Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails”将日志文件输入到gc.log中并且打印时间戳和GC的详细信息。

输出的gc.log文件为：

发现：Minor GC的频率较高，Full GC的频率较低。
Minor GC每次耗费的时间0.01-0.03秒之间，Full GC的每次耗费的时间约为0.13秒。
每次GC前后 heap 中各区域占用情况的变化：
每次Minor GC前后，PSYoungGen区域的占用减少。
每次Full GC前后，ParOldGen区域的占用增加。

用jstat命令行工具的-gc和-gcutil参数

打开cmd，找到jdk的目录下的bin文件夹，在其中执行jstat –gc 22784 250 112每250毫秒查询一次进程22784垃圾收集状况，一共查询112次。其中的22784为pid。

其中：S0C：年轻代中第一个存活区的大小
S1C：年轻代中第二个存活区的大小
S0U：年轻代中第一个存活区已使用的空间 (KB)
S1U：年轻代中第二个存活区已使用的空间 (KB)
EC: Edem区大小
EU: 年轻代中Edem区已使用的空间 (KB)
OC: 老年代大小
OU: 老年代已使用的空间 (KB)
PC: 持久代大小
PU:　持久代已使用的空间 (KB)
YGC: 从应用程序启动到采样时young gc的次数
YGCT: 从应用程序启动到采样时young gc的所用的时间（s）
FGC: 从应用程序启动到采样时full gc的次数
FGCT: 从应用程序启动到采样时full gc的所用的时间
GCT: 从应用程序启动到采样时整个gc所用的时间
然后再使用-gcutil (GC统计汇总)，输入命令jstat –gcutil 25228 250 112.

其中：S0 — Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比
S1 — Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比
E — Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比
O — Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比
P — Perm space 区已使用空间的百分比
YGC — 从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数
YGCT– 从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)
FGC — 从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数
FGCT– 从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)
GCT — 从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒)
分析：
程序运行期间young gc的次数大约为38次，young gc的总时间时间大约为0.816s，平均每次young gc的时间为0.0215秒，时间较短，属于正常。full gc的次数为1次，用时0.151秒，整个程序用于垃圾回收的总时间为1.12s，程序总运行时间为27.552s，大约占其时间的4.07%。
4次young gc之后，垃圾内存被从Eden space区(E)放入了Old space区(O)，并引起了百分比的变化，导致Survivor space使用的百分比从31.25%(S0)降到25.00%(S1)。有效释放了内存空间。上图中，我们可以看到，一次full gc之后，Old space区(O)的内存被回收，从90.31%降到52.31%。
常驻内存区(P)的使用率，始终停留在93%-95%左右，说明常驻内存没有突变，比较正常。
young gc和full gc能够正常发生，而且都能有效回收内存，常驻内存区变化不明显，则说明java内存释放情况正常，垃圾回收及时，java内存泄露的几率就会大大降低。

使用jmap -heap命令行工具

在命令行中输入jmap –heap 10864，显示如图：

虚拟机当前使用的gc策略为Parallel GC，heap 的配置情况（各区域的大小等）为OldSize为85.5MB，MaxHeapSize为2018.0MB，NewSize为42.5MB，MaxNewSize为672.5MB，MetaspaceSize为20.8MB，MaxMetaspaceSize为17592186044415MB。heap 的使用情况统计，Eden已用101MB，剩余79MB，FromSpace已用31MB，剩余11MB，ToSpace已用0MB，剩余44MB。Old已用86.5MB，剩余56.7MB。

使用jmap -histo命令行工具

在命令行中输入jmap –histo 17080，产生的结果如图：

查询当前装载进内存的各类的实例数目为2767273，及内存占用情况为165538304bytes，约为157MB。

使用jmap -permstat命令行工具

在命令行中输入jmap –clstats 848（在jdk8之前用jmap -permstat命令）

class loader总数为76，class总数为1687，总字节为3020254，alive的为1，dead为75。

配置JVM参数并发现最优参数配置

JVM中的堆

首先我们要了解JVM中堆的分区情况：

JVM堆分为新生代，旧生代和年老代，新生代可用的gc方式有：串行gc（Serial Copying），并行回收gc(Parellel Scavenge)，并行gc(ParNew)，旧生代和年老代可用的gc方式有串行gc(Serial MSC),并行gc(Parallel MSC)，并发gc（CMS）。

GC优化的标准

Minor GC执行时间不到50ms；
Minor GC执行不频繁，约10秒一次；
Full GC执行时间不到1s；
Full GC执行频率不算频繁，不低于10分钟1次；

重要的参数的含义

-Xmn 设置新生代大小
-XX:NewRatio 新生代（eden+2*s）和老年代（不包含永久区）的比值，例如：4，表示新生代:老年代=1:4，即新生代占整个堆的1/5
-XX:SurvivorRatio（幸存代） 设置两个Survivor区和eden的比值。例如：8，表示两个Survivor:eden=2:8，即一个Survivor占年轻代的1/10
-Xmx –Xms：指定最大堆和最小堆
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:MaxTenuringThreshold=15 指定rmi调用时gc的时间间隔

优化方式

较大的heap会导致较少发生GC，但每次GC时间很长 。较小的heap，则需要频繁GC，但每次GC的时间较短。
heap尺寸可随时间变化 ，heap尺寸变化时需要full GC 。
CMS是用于对tenured generation的回收，也就是年老代的回收，目标是尽量减少应用的暂停时间，减少full gc发生的几率，利用和应用程序线程并发的垃圾回收线程来标记清除年老代。在我们的应用中，因为有缓存的存在，并且对于响应时间也有比较高的要求，因此希望能尝试使用CMS来替代默认的server型JVM使用的并行收集器，以便获得更短的垃圾回收的暂停时间，提高程序的响应性。
例如，程序每秒都有大约400M的海量短命对象产生，那么我们可以采用CMS收集器，并且对MaxTenuringThreshold(生代对象撑过过多少次minor gc才进入年老代的设置)设置为较高参数（默认为0）。得到了很大的性能优化。

Shallow heap & Retained heap

Shallow Size
对象自身占用的内存大小，不包括它引用的对象。
针对非数组类型的对象，它的大小就是对象与它所有的成员变量大小的总和。当然这里面还会包括一些java语言特性的数据存储单元。
针对数组类型的对象，它的大小是数组元素对象的大小总和。
Retained Size
Retained Size=当前对象大小+当前对象可直接或间接引用到的对象的大小总和。(间接引用的含义：A->B->C, C就是间接引用)
换句话说，Retained Size就是当前对象被GC后，从Heap上总共能释放掉的内存。
不过，释放的时候还要排除被GC Roots直接或间接引用的对象。他们暂时不会被被当做Garbage。

参考GC优化文献

gc优化小记
https://blog.csdn.net/u013593306/article/details/51838350
JVM GC 机制与性能优化
https://blog.csdn.net/antony9118/article/details/51375662
频繁GC (Allocation Failure)及young gc时间过长分析
https://my.oschina.net/go4it/blog/1628795
《JVM故障诊断指南》之6 —— JVM verbose GC 输出日志指南
https://blog.csdn.net/wang8118/article/details/46273385
在IDE的后台打印GC日志
https://blog.csdn.net/u011767040/article/details/49180973
JVM调优：选择合适的GC collector
https://blog.csdn.net/macyang/article/details/8731313
java jvm内存管理/gc策略/参数设置
https://www.cnblogs.com/yang-hao/p/5939487.html
java 堆中新生代老年代
https://blog.csdn.net/lvyuan30276/article/details/48527123