关于 GC

关于GC

GC的触发时机

YGC

当Eden区空间不足时，就会触发YGC；

FGC

1. 老年代内存使用率达到配置的++阈值++，JVM CMSInitiatingOccupancyFraction 控制；

2. 空间分配担保：老年代内存不足以放下新对象时（YGC前会检查老年代最大的连续空间能否存下新生代的所有对象）；

3. 元空间不足：元空间不足时，须进行扩容，会触发FGC

4. System.gc()

导致FGC的原因

1. 大对象：一次性加载大量的数据，如SQL一次加载全表数据
2. 内存泄露：频繁创建大量对象，没有及时回收 （如：IO使用后没有调用close；ThreadLocal缓存了大对象，没有做清理）
3. 频繁出现长生命周期的对象，超过年龄后，会进入老年代；
4. 程序中动态加载了大量的新类，元空间不断增长，先引发FGC，后OOM
5. 代码显示调用了gc
6. JVM参数设置： （如：测试环境的配置 是 1G，生产环境忘记修改配置）

哪些对象会进入老年代

1. 大对象:: 超过设置的对象大小
2. 大数组
3. 新生代达到GC年龄后（自然增长和动态判定），晋升到老年代
4. YGC 时，Survivor区存不下的对象

GC问题排查

发现问题，一般是收到了监控告警。

1. 收到告警后，第一时间查看监控系统。：观察YGC和FULL GC的频率和内存下降趋势。
2. 观察 核心接口调用量，应用线程数，CPU、内存和负载等指标
3. 必要时：先摘掉一个服务器的流量，然后 通过命令 dump堆内存文件，保留和分析现场。
4. 检查JVM参数配置

FGC

1. 使用公司的监控工具或GC日志，查看jvm的指标，找出现问题的时间以及当前的FGC频率
2. 判断该时间点的事件，是否存在上线等。
3. 观察该时间点的应用日志，分析此刻进行的业务逻辑。
4. 查看核心接口的调用量和TP99和可用率 是否有明显变化；
5. 观察FGC后的内存下降趋势。（下降的多，可排除内存泄露）
6. 做出 内存泄露，显示调用gc，元空间增长，大对象，长生命周期对象 的情况排除和定位；
7. 查看对内存中的对象：找到占用内存最多的对象

GC问题排查使用到的JVM工具

1. jmap -histo vmid | head -n20 :: 查看对内存中的占用资源最多的数据
2. jmap -dump:format=b,file=heap pid :: dump对内存镜像，用于分析数据分部
3. jps -v :: 查看程序启动时的jvm参数
4. jstat -gcutil pid 1000 10 :: 持续观察一段时间的GC日志
5. jstack vmid :: 生成线程快照，包括锁状态
6. jmap :: 用于观察堆内存的使用情况，一般结合jhat(用于分析dump)使用

对象分配内存的详细过程

1、新对象会先尝试在栈上分配，如果不行则尝试在TLAB分配，否则再看是否满足大对象条件要在老年代分配，最后才考虑在Eden区申请空间。

2、如果Eden区没有合适的空间，则触发YGC。

3、YGC时，对Eden区和From Survivor区的存活对象进行处理，如果满足动态年龄判断的条件或者To Survivor区空间不够则直接进入老年代，如果老年代空间也不够了，则会发生promotion failed，触发老年代的回收。否则将存活对象复制到To Survivor区。

4、此时Eden区和From Survivor区的剩余对象均为垃圾对象，可直接抹掉回收。

此外，老年代如果采用的是CMS回收器，为了减少CMS Remark阶段的耗时，也有可能会触发一次YGC。

GC的执行过程

YGC

YGC采用的复制算法，主要分成以下两个步骤：

1、查找GC Roots（慢），将其引用的对象拷贝到S1区

2、递归遍历第1步的对象，拷贝其引用的对象到S1区或者晋升到Old区

Full GC

CMS

步骤：

1、初始标记 (快)：进行可达性分析（Y，O）

2、并发标记（慢）：递归遍历阶段一标记出来的对象

3、并发预情况：标记

4、并发可取消预清理

5、最终标记（慢）：标记存活对象

6、并发清除：清除垃圾对象

7、并发重置：重置数据

GC Root的对象

1、虚拟机栈中引用的对象

2、方法区中静态属性、常量引用的对象

3、本地方法栈中引用的对象

4、被Synchronized锁持有的对象

5、记录当前被加载类的SystemDictionary

6、记录字符串常量引用的StringTable

7、存在跨代（新生代，老年代）引用的对象

8、和GC Root处于同一CardTable的对象

参考

https://heapdump.cn/article/1661497

https://heapdump.cn/article/1870333

https://developer.aliyun.com/article/1137930
CLC