GC日志详解以及根据gc日志优化JVM

GC日志

对于java应用我们可以通过一些配置把程序运行过程中的gc日志全部打印出来，然后分析gc日志得到关键性指标，分析 GC原因，调优JVM参数。
打印GC日志方法，在JVM参数里增加参数

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

Tomcat则直接加在JAVA_OPTS变量里。

如何分析GC日志

打印gc日志

启动一个java程序，加入以上参数

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

分析GC日志

下图中是截取的JVM刚启动的一部分GC日志 。

CommandLine flags: -XX:InitialHeapSize=198572224 -XX:MaxHeapSize=3177155584 -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

我们可以看到图中第一行红框，是项目的配置参数。这里不仅配置了打印GC日志，还有相关的VM内存参数。

2019-09-30T14:57:12.993+0800: 4.615: [Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 3104K->0K(200704K)] [ParOldGen: 3407K->6253K(80896K)] 6511K->6253K(281600K), [Metaspace: 20585K->20585K(1069056K)], 0.0798113 secs] [Times: user=0.16 sys=0.00, real=0.08 secs] 

第二行红框中的是在这个GC时间点发生GC之后相关GC情况。

• 1、对于4.615 这是具体发生GC的时间点。这是时间戳是从jvm启动开始计算的，前面还有具体的发生时间日期。
• 2、Full GC(Metadata GC Threshold)指这是一次full gc，括号里是gc的原因， PSYoungGen是年轻代的GC， ParOldGen是老年代的GC，Metaspace是元空间的GC
• 3、 3104K->0K(200704K)，这三个数字分别对应GC之前占用年轻代的大小，GC之后年轻代占用，以及整个年轻代的大 小。
• 4、3407K->6253K(80896K)，这三个数字分别对应GC之前占用老年代的大小，GC之后老年代占用，以及整个老年代的 大小。
• 5、6511K->6253K(281600K)，这三个数字分别对应GC之前占用堆内存的大小，GC之后堆内存占用，以及整个堆内存 的大小。
• 6、20585K->20585K(1069056K)，这三个数字分别对应GC之前占用元空间内存的大小，GC之后元空间内存占用，以 及整个元空间内存的大小。
• 7、0.0798113 是该时间点GC总耗费时间。

简单优化

通过GC日志可以发现，因为Metadata GC Threshold的原因，即元空间不足导致FullGC，所以可以通过添加元空间参数来优化JVM

java -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:./gc-1.log -jar application.jar 

优化后的GC日志

从上图可看出，扩大了元空间后并没有Full GC出现，达到了优化目的。

通过工具分析日志

上面的这些参数，能够帮我们查看分析GC的垃圾收集情况。但是如果GC日志很多很多，成千上万行。就算你一目十行， 看完了，脑子也是一片空白。所以我们可以借助一些功能来帮助我们分析，这里推荐一个gceasy(https://gceasy.io)，可以 上传gc文件，然后他会利用可视化的界面来展现GC情况。具体下图所示

上图我们可以看到年轻代，老年代，以及永久代的内存分配，和最大使用情况。

上图我们可以看到堆内存在GC之前和之后的变化，以及其他信息。 这个工具还提供基于机器学习的JVM智能优化建议，当然现在这个功能需要付费

ParNewGC和ConcMarkSweepGC日志

使用ParNewGC作为年轻代垃圾收集器，ConcMarkSweepGC作为老年代垃圾收集器。

-XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC

java -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:./gc-cms.log -jar application.jar 

看下此情况的GC日志是如何的

执行CMS的GC，以下是CMS过程分析图，后续会对CMS的GC进行分析。

G1收集器(-XX:+UseG1GC) 日志

添加参数

-Xms100M -Xmx100M -XX:+UseG1GC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:D:/gclog/gc-g1.log

示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HeapTest {
    byte [] b = new byte[1024*100];//100KB

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<HeapTest> list = new ArrayList<HeapTest>();
        while (true){
            list.add(new HeapTest());
        }
    }
}

部分GC日志

相关学习路线

JAVA资深架构师成长路线->架构师筑基必备技能->JVM性能深度调优