GC调优

GC调优指的是对垃圾回收（Garbage Collection）进行调优。GC调优的主要目标是避免由垃圾回收引起程序性能下降。

GC调优的核心分成三部分：

• 通用Jvm参数的设置。
• 特定垃圾回收器的Jvm参数的设置。
• 解决由频繁的FULLGC引起的程序性能问题。

GC调优的核心指标：

• 垃圾回收吞吐量：垃圾回收吞吐量指的是 CPU 用于执行用户代码的时间与 CPU 总执行时间的比值，即吞吐量 = 执行用户代 码时间 /（执行用户代码时间 + GC时间）。吞吐量数值越高，垃圾回收的效率就越高，允许更多的CPU时 间去处理用户的业务，相应的业务吞吐量也就越高。
• 延迟（Latency）： 延迟指的是从用户发起一个请求到收到响应这其中经历的时间。延迟 = GC延迟+ 业务执行时间，所以如果GC时间过长，会影响到用户的使用。
• 内存使用量：内存使用量指的是Java应用占用系统内存的最大值，一般通过Jvm参数调整，在满足上述两个指标的前提下， 这个值越小越好。

发现问题

jstat

Jstat工具是JDK自带的一款监控工具，可以提供各种垃圾回收、类加载、编译信息 等不同的数据。

使用方法为：jstat -gc 进程ID 每次统计的间隔（毫秒） 统计次数

visualvm插件

VisualVm中提供了一款Visual Tool插件，实时监控Java进程的堆内存结构、 堆内存变化趋势以及垃圾回收时间的变化趋势。同时还可以监控对象晋升的直方图。

GC日志

通过GC日志，可以更好的看到垃圾回收细节上的数据，同时也可以根据每款垃圾回收器的不同特点更好地发 现存在的问题。

使用方法：-XX:+PrintGCDetails -Xloggc:文件名

GCeasy

GCeasy是业界首款使用AI机器学习技术在线进行GC分析和诊断的工具。定位内存泄漏、GC延迟高的问题，提供JVM 参数优化建议，支持在线的可视化工具图表展示。

官方网站：https://gceasy.io/ （需要科学上网）

常见的GC模式

1）正常情况：呈现锯齿状，对象创建之后内存上升，一旦发生垃圾回收之后下降到底部，并且每次下降之后的内存大小 接近，存留的对象较少。

2）缓存对象过多：呈现锯齿状，对象创建之后内存上升，一旦发生垃圾回收之后下降到底部，并且每次下降之后的内存大小接近，处于比较高的位置。

3）内存泄漏：呈现锯齿状，每次垃圾回收之后下降到的内存位置越来越高，最后由于垃圾回收无法释放空间导致对象无 法分配产生OutOfMemory的错误。

4）持续的FullGC：在某个时间点产生多次Full GC，CPU使用率同时飙高，用户请求基本无法处理。一段时间之后恢复正常。

问题产生原因： 在该时间范围请求量激增，程序开始生成更多对象，同时垃圾收集无法跟上对象创建速率，导致 持续地在进行FULL GC。

5）元空间不足导致的FULLGC：堆内存的大小并不是特别大，但是持续发生FULLGC。

解决GC问题

优化基础JVM参数

1）参数1 ： -Xmx 和 –Xms

-Xmx参数设置的是最大堆内存，但是由于程序是运行在服务器或者容器上，计算可用内存时，要将元空间、操作系统、 其它软件占用的内存排除掉。

-Xms用来设置初始堆大小，建议将-Xms设置的和-Xmx一样大

最合理的设置方式应该是根据最大并发量估算服务器的配置，然后再根据服务器配置计算最大堆内存的值。

2）参数2 ： -XX:MaxMetaspaceSize 和 –XX:MetaspaceSize

-XX:MaxMetaspaceSize=值：参数指的是最大元空间大小，默认值比较大，如果出现元空间内存泄漏会让操作系 统可用内存不可控，建议根据测试情况设置最大值，一般设置为256m。

-XX:MetaspaceSize=值：参数指的是到达这个值之后会触发FULLGC， 后续什么时候再触发JVM会自行计算。如果设置为和MaxMetaspaceSize一样大，就不会FULLGC，但是对象也无法回收。

3）参数3 ： -Xss虚拟机栈大小

如果我们不指定栈的大小，JVM 将创建一个具有默认大小的栈。大小取决于操作系统和计算机的体系结构。 比如Linux x86 64位 ： 1MB，如果不需要用到这么大的栈内存，完全可以将此值调小节省内存空间，合理值为 256k – 1m之间。

JVM参数模板：

-Xms1g
-Xmx1g
-Xss256k
-XX:MaxMetaspaceSize=512m 
-XX:+DisableExplicitGC
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/opt/logs/my-service.hprof
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:文件路径