JXL GC 问题探讨

最近在一个项目中采用JXL做excel导出的功能，但是项目上线后时不时的出现服务器CPU使用率达到99%的问题。查来查去发现问题尽然出在JXL导出excel上。后来通过Google搜索发现JXL会强制调用System.gc()方法。要知道在J2EE应用服务器中，是极力反对这种应用调度GC的做法的，因为System.gc()会极度影响系统性能和稳定性。但是JXL为了挽回这种强制调用,它提供 了setGCDisable()方法来控制是否调用 System.gc().

下面我们通过一个例子并结合GC日志来说明这个问题。

测试环境(windows xp + jdk1.6 + jxl-2.6.6.jar)

测试过程如下

以下代码的开头都注释了执行时所需要设置的虚拟机启动参数,这些参数对实验结果有直接影响,请调试代码的时候不要忽略掉.

第一步：

package org.felix.jxl; /**
 *
 * @author felix
 *    VM args:-Xms20m -Xmx20m - Xmn10m -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails
 */ public class TestJxlGC1 {
       private static final int _1MB = 1024*1024;
       public static void main(String[] args) throws Exception{
             byte[] allocation1 = new byte [1*_1MB];
      }
}

运行并输出GC日志

Heap

 def new generation   total 9216K, used 1531K [0x305d0000, 0x30fd0000, 0x30fd0000)

  eden space 8192K,  18% used [0x305d0000, 0x3074ef10, 0x30dd0000)

  from space 1024K,   0% used [0x30dd0000, 0x30dd0000, 0x30ed0000)

  to   space 1024K,   0% used [0x30ed0000, 0x30ed0000, 0x30fd0000)

 tenured generation   total 10240K, used 0K [0x30fd0000, 0x319d0000, 0x319d0000)

   the space 10240K,   0% used [0x30fd0000, 0x30fd0000, 0x30fd0200, 0x319d0000)

 compacting perm gen  total 12288K, used 373K [0x319d0000, 0x325d0000, 0x359d0000)

   the space 12288K,   3% used [0x319d0000, 0x31a2d680, 0x31a2d800, 0x325d0000)

    ro space 10240K,  54% used [0x359d0000, 0x35f4e4a8, 0x35f4e600, 0x363d0000)

    rw space 12288K,  55% used [0x363d0000, 0x36a722a0, 0x36a72400, 0x36fd0000)

看红色部分，我们会发现1MB的 allocation1  对象被顺利的分配到Eden中。

第二步：

package org.felix.jxl;
 import java.io.File; import jxl.Workbook; import jxl.WorkbookSettings; /**
 *
 * @author felix
 *    VM args:-Xms20m -Xmx20m - Xmn10m -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails
 */ public class TestJxlGC2 {
       private static final int _1MB = 1024*1024;
       public static void main(String[] args) throws Exception{
             byte[] allocation1 = new byte [1*_1MB];
             TestJxlGC2.readExcelFile("D:/test.xls" );
      }
       public static void readExcelFile(String excelFileName) throws Exception{
            File excelFile = new File(excelFileName);
             /*自动分配new byte[5242880]*/
            WorkbookSettings workbookSettings = new WorkbookSettings();
             //workbookSettings.setGCDisabled(true);             Workbook workbook = Workbook. getWorkbook(excelFile, workbookSettings);
             /*close的同时触发System.gc();*/
            workbook.close();
      }
}

在 byte  [] allocation1 =  new   byte   [1*  _1MB ];后面加入一行利用JXL读取test.xls的代码

运行并输出日志如下

[Full GC (System) [Tenured: 0K->6311K(10240K), 0.0199411 secs] 7111K->6311K(19456K), [Perm : 519K->519K(12288K)], 0.0200235 secs] [Times: user=0.00 sys=0.02, real=0.02 secs]

[Full GC (System) [Tenured: 6311K->6413K(10240K), 0.0138054 secs] 7257K->6413K(19456K), [Perm : 698K->698K(12288K)], 0.0138708 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs]

Heap

 def new generation   total 9216K, used 163K [0x305d0000, 0x30fd0000, 0x30fd0000)

  eden space 8192K,   2% used [0x305d0000, 0x305f8fd0, 0x30dd0000)

  from space 1024K,   0% used [0x30dd0000, 0x30dd0000, 0x30ed0000)

  to   space 1024K,   0% used [0x30ed0000, 0x30ed0000, 0x30fd0000)

 tenured generation   total 10240K, used 6413K [0x30fd0000, 0x319d0000, 0x319d0000)

   the space 10240K,  62% used [0x30fd0000, 0x31613550, 0x31613600, 0x319d0000)

 compacting perm gen  total 12288K, used 698K [0x319d0000, 0x325d0000, 0x359d0000)

   the space 12288K,   5% used [0x319d0000, 0x31a7e828, 0x31a7ea00, 0x325d0000)

    ro space 10240K,  54% used [0x359d0000, 0x35f4e4a8, 0x35f4e600, 0x363d0000)

    rw space 12288K,  55% used [0x363d0000, 0x36a722a0, 0x36a72400, 0x36fd0000)

看红色部分,系统发生一次GC操作然后重新分配堆空间。1MB的 allocation1  对象被分配到老年代中。新生代使用率仅为2%。另外在 new  WorkbookSettings()的同时也会生成大概5MB的大对象，GC后也被分配到老年代里。

第三步

package org.felix.jxl;
 import java.io.File; import jxl.Workbook; import jxl.WorkbookSettings; /**
 *
 * @author felix
 *    VM args:-Xms20m -Xmx20m - Xmn10m -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails
 */ public class TestJxlGC2 {
       private static final int _1MB = 1024*1024;
       public static void main(String[] args) throws Exception{
             byte[] allocation1 = new byte [1*_1MB];
            TestJxlGC2. readExcelFile("D:/test.xls");
      }
       public static void readExcelFile(String excelFileName) throws Exception{
            File excelFile = new File(excelFileName);
             /*自动分配new byte[5242880]*/
            WorkbookSettings workbookSettings = new WorkbookSettings();
            workbookSettings.setGCDisabled(true);
            Workbook workbook = Workbook. getWorkbook(excelFile, workbookSettings);
             /*close的同时触发System.gc();*/
            workbook.close();
      }
}

加入  workbookSettings.setGCDisabled(   true  )后(红色部分)，运行并输出GC日志

Heap

 def new generation   total 9216K, used 7945K [0x305d0000, 0x30fd0000, 0x30fd0000)

  eden space 8192K,  96% used [0x305d0000, 0x30d92590, 0x30dd0000)

  from space 1024K,   0% used [0x30dd0000, 0x30dd0000, 0x30ed0000)

  to   space 1024K,   0% used [0x30ed0000, 0x30ed0000, 0x30fd0000)

 tenured generation   total 10240K, used 0K [0x30fd0000, 0x319d0000, 0x319d0000)

   the space 10240K,   0% used [0x30fd0000, 0x30fd0000, 0x30fd0200, 0x319d0000)

 compacting perm gen  total 12288K, used 698K [0x319d0000, 0x325d0000, 0x359d0000)

   the space 12288K,   5% used [0x319d0000, 0x31a7e850, 0x31a7ea00, 0x325d0000)

    ro space 10240K,  54% used [0x359d0000, 0x35f4e4a8, 0x35f4e600, 0x363d0000)

    rw space 12288K,  55% used [0x363d0000, 0x36a722a0, 0x36a72400, 0x36fd0000)

显然没有发生GC，对象都被分配到新生代中。

最后查看一下JXL源码来验证我们的猜想。（大家可以从官网直接下载源码或者下载jxl.jar包然后反编译）

查看jxl.Workbook的源码

package jxl;
....
  public static Workbook getWorkbook(java.io.File file, WorkbookSettings ws)
    throws IOException, BiffException
  {
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

    jxl.read.biff.File dataFile = null;
    try
    {
      dataFile = new jxl.read.biff.File(fis, ws);
    }
    catch (IOException e)
    {
      fis.close();
      throw e;
    }
    catch (BiffException e)
    {
      fis.close();
      throw e;
    }

    fis.close();

    Workbook workbook = new WorkbookParser(dataFile, ws);
    workbook.parse();

    return workbook;
  }

  .....
}

查看 jxl. WorkbookParser的close()方法实现源码

public class WorkbookParser extends Workbook
  implements ExternalSheet, WorkbookMethods
{
.... public void close()
  {
    if (this.lastSheet != null)
    {
      this.lastSheet.clear();
    }
    this.excelFile.clear();

    if (!(this.settings.getGCDisabled()))
    {
      System.gc();
    }
  }
....
}

在close()中有System.gc();验证了我们的猜想。
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