JVM调优 从Full GC报警到性能提升90%的调优实录

背景

• 事故现场：某社交APP晚高峰突发服务卡顿，用户消息延迟飙升

• 监控大屏：

  • GC时间从50ms/次 → 5秒/次

  • 堆内存锯齿状波动（配Prometheus图表）

  • “Full GC每分钟触发3次，但堆内存却越回收越少？”

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一、GC日志分析——JVM的“心电图”解读

1. 日志结构全解析

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 614400K->24064K(614400K)]  
 614400K->24128K(2015232K), 0.0345213 secs]  
[Times: user=0.11 sys=0.02, real=0.03 secs]

• 关键字段解剖：

  • Allocation Failure：年轻代分配失败触发GC

  • PSYoungGen：Parallel Scavenge收集器

  • user=0.11：CPU用户态耗时（比real时间更重要！）

2. 三大死亡心电图

• 内存泄漏波形：每次GC后堆内存持续上涨

• 晋升风暴波形：老年代在Young GC时频繁被触发

• GC震荡波形：连续Full GC但内存无法释放

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二、参数优化模板——不同场景的“药方库”

1. 电商大促配置（高并发低延迟）

-XX:+UseG1GC  
-XX:MaxGCPauseMillis=200  
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45  
-XX:G1ReservePercent=15  
-XX:SurvivorRatio=6          // 提升存活区空间  
-XX:+ParallelRefProcEnabled // 加速弱引用处理

2. 大数据计算配置（吞吐优先）

-XX:+UseParallelGC  
-XX:ParallelGCThreads=32     // 与CPU核数一致  
-XX:GCTimeRatio=99           // GC时间占比<1%  
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy   // 自动调整分区  
-XX:MaxTenuringThreshold=15  // 对象充分熬代

3. 容器环境配置（限Docker/K8s）

-XX:+UseContainerSupport  
-XX:MaxRAMPercentage=70.0    // 避免超限被杀  
-XX:ActiveProcessorCount=4   // 显式指定CPU数  
-Xloggc:/opt/gc_%t.log       // 时间戳命名防覆盖

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三、实战诊断——Arthas在线剖腹产

1. 内存泄漏定位

• 步骤分解：

  1. jmap -dump:format=b,file=heap.hprof

  2. MAT中分析Dominator Tree

  3. 定位到ConcurrentHashMap$Node[]占1.2GB

  4. 追溯代码发现本地缓存未设TTL

2. GC效率优化（G1调优实操）

# 实时观察混合GC效果
jstat -gcutil  1000

# 关键指标解读：
#  M => Metaspace使用率
#  CCS => 压缩类空间
#  YGC/YGCT => YoungGC次数/耗时

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四、避坑指南——血泪换来的教训

1. 参数作死三件套

• -Xmn设置过大 → 导致老年代空间不足

• -XX:+DisableExplicitGC → 引发NIO堆外内存泄漏

• -XX:+AggressiveOpts → 不同版本效果不可控

2. 日志分析三大错觉

• “GC时间正常” → 但user时间远超real时间（CPU争抢）

• “没有Full GC” → 但CMS并发失败触发STW

• “内存正常回收” → 但堆外内存持续增长