一、掌握跟踪调试参数

1.1 打印GC日志

  1. public class TestGC {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         List<String> a =new ArrayList<>();
  5.         for (int i = 0; i < 500000; i++) {
  6.             a.add("Java");
  7.         }
  8.     }
  9. }
  11. javac TestGC.java
  12. java [options] TestGC
  14. options:
  15. -Xms5m  堆最小内存
  16. -Xmx5m 　堆最大内存
  17. -XX:+PrintGC 打印GC日志
  18. -XX:+PrintGCDetails　　打印GC日志详情

  • -XX:+PrintGC

    1. #打印日志：堆使用了31744K(32m)，GC后堆使用了520K, 堆可用121856K(120m)内存, GC执行的时间0.0033417秒
    2. [GC (Allocation Failure)  31744K->520K(121856K), 0.0033417 secs]

  • -XX:+PrintGCDetails ```java

    日志

    进行了５次GC ,最后一次是Full GC, 清空了PSYoungGen(年轻代)，　ParOldGen(老年代)从3m降低到2m，　Metaspace(元空间)无变化

    user=0.03(用户态CPU耗时，sys(系统CPU耗时)，real(实际耗时))

    [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1024K->496K(1536K)] 1024K->504K(5632K), 0.0010919 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1425K->505K(1536K)] 1433K->661K(5632K), 0.0016888 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1218K->352K(1536K)] 4344K->3478K(5632K), 0.0103012 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.01 secs] [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 352K->416K(1536K)] 3478K->3542K(5632K), 0.0071386 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 416K->0K(1536K)] [ParOldGen: 3126K->1854K(4096K)] 3542K->1854K(5632K), [Metaspace: 3000K->3000K(1056768K)], 0.0221790 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.03 secs]

[0x00000000ffe00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) 分别表示PSYoungGen(新生代)

分配空间的下界，当前上界和上界，　上界减去下界就可以得到所分配的空间大小

Heap PSYoungGen total 1536K, used 41K [0x00000000ffe00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) eden space 1024K, 4% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe0a560,0x00000000fff00000) from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000) to space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000) ParOldGen total 4096K, used 3964K [0x00000000ffa00000, 0x00000000ffe00000, 0x00000000ffe00000) object space 4096K, 96% used [0x00000000ffa00000,0x00000000ffddf160,0x00000000ffe00000) Metaspace used 3006K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 321K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

  2. - -XX:+PrintHeapAtGC，它会在每次 GC 前后分别打印堆的信息
  4. ```java
  5. {Heap before GC invocations=1 (full 0):
  6.  PSYoungGen      total 1536K, used 1024K [0x00000000ffe00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  7.   eden space 1024K, 100% used [0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff00000)
  8.   from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
  9.   to   space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000)
  10.  ParOldGen       total 4096K, used 0K [0x00000000ffa00000, 0x00000000ffe00000, 0x00000000ffe00000)
  11.   object space 4096K, 0% used [0x00000000ffa00000,0x00000000ffa00000,0x00000000ffe00000)
  12.  Metaspace       used 2583K, capacity 4494K, committed 4864K, reserved 1056768K
  13.   class space    used 277K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
  14. Heap after GC invocations=1 (full 0):
  15.  PSYoungGen      total 1536K, used 464K [0x00000000ffe00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  16.   eden space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)
  17.   from space 512K, 90% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff74010,0x00000000fff80000)
  18.   to   space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
  19.  ParOldGen       total 4096K, used 0K [0x00000000ffa00000, 0x00000000ffe00000, 0x00000000ffe00000)
  20.   object space 4096K, 0% used [0x00000000ffa00000,0x00000000ffa00000,0x00000000ffe00000)
  21.  Metaspace       used 2583K, capacity 4494K, committed 4864K, reserved 1056768K
  22.   class space    used 277K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
  23. }
  25. //省略...

  • -XX:+PrintGCTimeStamps，该参数会在每GC 发生时， 额外输出 GC 发生的时间，该输 时间为虚拟机启动后的时间偏移量。

    1. 0.061: [GC (Allocation Failure)  1024K->464K(5632K), 0.0022659 secs]
    2. 0.074: [GC (Allocation Failure)  1349K->629K(5632K), 0.0014800 secs]
    3. 0.079: [GC (Allocation Failure)  4333K->3462K(5632K), 0.0122012 secs]
    4. 0.092: [GC (Allocation Failure)  3462K->3462K(5632K), 0.0145559 secs]
    5. 0.106: [Full GC (Allocation Failure)  3462K->1816K(5632K), 0.0299941 secs]

  • -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime: 打印应用程序执行时间

  1. 0.070: [GC (Allocation Failure)  1024K->464K(5632K), 0.0013033 secs]
  2. 0.083: Application time: 0.0107491 seconds
  3. 0.083: [GC (Allocation Failure)  1406K->669K(5632K), 0.0063083 secs]
  4. 0.099: Application time: 0.0092224 seconds
  5. 0.099: [GC (Allocation Failure)  4373K->3502K(5632K), 0.0090237 secs]
  6. 0.108: [GC (Allocation Failure)  3502K->3470K(5632K), 0.0105479 secs]
  7. 0.119: [Full GC (Allocation Failure)  3470K->1844K(5632K), 0.0271868 secs]
  8. 0.147: Application time: 0.0013595 seconds
  • -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime: 可以打印应用程序由于GC而产生的停顿时间
  1. 0.068: [GC (Allocation Failure)  1024K->496K(5632K), 0.0010473 secs]
  2. 0.070: Total time for which application threads were stopped: 0.0018480 seconds, Stopping threads took: 0.0007423 seconds
  3. 0.079: Application time: 0.0043464 seconds
  4. 0.079: [GC (Allocation Failure)  1425K->657K(5632K), 0.0042258 secs]
  5. 0.083: Total time for which application threads were stopped: 0.0043926 seconds, Stopping threads took: 0.0000275 seconds
  6. 0.088: Application time: 0.0054956 seconds
  7. 0.089: [GC (Allocation Failure)  4361K->3474K(5632K), 0.0100223 secs]
  8. 0.099: [GC (Allocation Failure)  3474K->3474K(5632K), 0.0087509 secs]
  9. 0.107: [Full GC (Allocation Failure)  3474K->1844K(5632K), 0.0179186 secs]
  10. 0.125: Total time for which application threads were stopped: 0.0368317 seconds, Stopping threads took: 0.0000252 seconds
  11. 0.127: Application time: 0.0014421 seconds
  • -XX:+PrintreferenceGC: 跟踪系 统内的软引用、弱引用 、虚引用和 Finallize队列
  • -Xloggc:./log.gc : 输出到文件

1.2 类加载／卸载的跟踪

  • -verbose:class　　跟踪类的装载和卸载
  • -XX:+TraceClassLoading 跟踪类的装载。
  • -XX:+TraceClassUnloading 跟踪类的卸载。
  • -XX:+PrintClassHistogram 打印、查看系统中的类分布情况，　在Java控制台Ctrl+Back组合键(没执行过)

1.3 系统参数查看

  • -XX:+PrintVMOptions 打印配置的虚拟机参数
  • -XX:+PrintFlagsFinal 打印系统详细参数

二、学习堆的配置参数

image.png

2.1 最大堆和初始堆的设置

  • -Xms 　最小堆大小设置

  • -Xmx　最大堆大小设置

    2.2 新生代的配置

  • -Xmn 设置新生代的大小，新生代的大小一般设置为整个堆空间的 1/3 或1/4左右。

  • -XX:SurvivorRatio用来设置新生代eden空间和from/to 间的比例关系 -XX:SurvivorRatio=eden/from=eden/to
  • 测试堆分配的影响
    1. //每次向内存申请1,
    2. public class NewSizeDemo {
    3.   public static void main(String[] args) {
    4.       byte[] b = null;
    5.       for (int i = 0; i < 10; i++) {
    6.           b = new byte[1 * 1024 * 1024];
    7.       }
    8.   }
    9. }
    1. 配置参数
  1. -Xmx20m  #最大堆
  2. -Xms20m　　#最小堆
  3. -Xmn2m #新生代, 64bit机器不能设置小于1.5 ,否则将采用默认值1.5
  4. -XX:SurvivorRatio=2 　#eden空间和from/to 间的比例　2/1
  5. -XX:+PrintGCDetails　#打印GC详细信息
  1. [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1024K->496K(1536K)] 1024K->496K(19968K), 0.0012662 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
  2. Heap
  3.  PSYoungGen      total 1536K, used 884K [0x00000000ffe00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  4.   eden space 1024K, 37% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe61260,0x00000000fff00000)
  5.   from space 512K, 96% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff7c010,0x00000000fff80000)
  6.   to   space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
  7.  ParOldGen       total 18432K, used 10240K [0x00000000fec00000, 0x00000000ffe00000, 0x00000000ffe00000)
  8.   object space 18432K, 55% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff6000a0,0x00000000ffe00000)
  9.  Metaspace       used 3002K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  10.   class space    used 321K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

eden 与from 的大小比例为2/1, eden 的大小为1024k, 所以新生代可用的内存为1024K+512K=1536k, 新生代的总内存为1024K+512K+512K=2048K=2m

老年代最终占用10240k=10m

疑问:

  1. 新生代什么时候会触发GC?　
  2. eden 有1m 空间，为什么还会触发GC呢? （网上查看的博客都写着不会，等学完GC再回看）
  1. 修改参数
  1. -Xmx20m  #最大堆
  2. -Xms20m　　#最小堆
  3. -Xmn7m #新生代
  4. -XX:SurvivorRatio=2 　#eden空间和from/to 间的比例　2/1
  5. -XX:+PrintGCDetails　#打印GC详细信息
  1. [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 3503K->1504K(5632K)] 3503K->1520K(18944K), 0.0026744 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] 
  2. [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4653K->1504K(5632K)] 4669K->1520K(18944K), 0.0018696 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
  3. [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4645K->1504K(5632K)] 4661K->1528K(18944K), 0.0029537 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
  4. Heap
  5.  PSYoungGen      total 5632K, used 3707K [0x00000000ff900000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  6.   eden space 4096K, 53% used [0x00000000ff900000,0x00000000ffb26e08,0x00000000ffd00000)
  7.   from space 1536K, 97% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffe78030,0x00000000ffe80000)
  8.   to   space 1536K, 0% used [0x00000000ffe80000,0x00000000ffe80000,0x0000000100000000)
  9.  ParOldGen       total 13312K, used 24K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff900000, 0x00000000ff900000)
  10.   object space 13312K, 0% used [0x00000000fec00000,0x00000000fec06000,0x00000000ff900000)
  11.  Metaspace       used 3002K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  12.   class space    used 321K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

eden 分配了7m 空间，因此所有的数组都首先分配在eden 区。但eden空间并不足以预留10m空间，故在程序运行期间，出现了3次新生代GC。　由于程序中每申请一次空间，也同时废弃了上一次申请的内存(上一次申请的内存失去引用)，故在新生代GC中，有效回收了这些失效的内存。最终结果是：所有的内存分配都在新生代进行，通过GC保证了新生代有足够空间，而老年代没有为这些数组预留任何空间，只是在GC过程中，部分新生代对象晋升到老年代。

  1. 参数修改
  1. -Xmx20m
  2. -Xms20m
  3. -Xmn15m
  4. -XX:+PrintGCDetails
  5. -XX:SurvivorRatio=8
  1. Heap
  2.  PSYoungGen      total 13824K, used 12047K [0x00000000ff100000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  3.   eden space 12288K, 98% used [0x00000000ff100000,0x00000000ffcc3c40,0x00000000ffd00000)
  4.   from space 1536K, 0% used [0x00000000ffe80000,0x00000000ffe80000,0x0000000100000000)
  5.   to   space 1536K, 0% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffd00000,0x00000000ffe80000)
  6.  ParOldGen       total 5120K, used 0K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff100000, 0x00000000ff100000)
  7.   object space 5120K, 0% used [0x00000000fec00000,0x00000000fec00000,0x00000000ff100000)
  8.  Metaspace       used 3002K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  9.   class space    used 321K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

由于新生代分配了15m，其中eden 分配了12288K，满足分配10m的内存，因此所有分配行为都在eden中直接进行
，且没有发生GC。

由此可见堆的分配不同情况,会对系统执行产生一定影响。在实际工作中，的设置策略是：尽可能把对象预留在新生代，减少老年代GC的次数

  1. 参数设置：　-XX:NewRatio=老年代/新生代 的比例
  1. -Xmx20m
  2. -Xms20m
  3. -XX:+PrintGCDetails
  4. -XX:NewRatio=2 #老年代/新生代 的比例为2/1
  1. [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 5554K->512K(6144K)] 5554K->1552K(19968K), 0.0021799 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
  2. [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 5740K->512K(6144K)] 6780K->2576K(19968K), 0.0016115 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
  3. Heap
  4.  PSYoungGen      total 6144K, used 1649K [0x00000000ff980000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  5.   eden space 5632K, 20% used [0x00000000ff980000,0x00000000ffa9c410,0x00000000fff00000)
  6.   from space 512K, 100% used [0x00000000fff80000,0x0000000100000000,0x0000000100000000)
  7.   to   space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000)
  8.  ParOldGen       total 13824K, used 2064K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff980000, 0x00000000ff980000)
  9.   object space 13824K, 14% used [0x00000000fec00000,0x00000000fee04020,0x00000000ff980000)
  10.  Metaspace       used 3003K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  11.   class space    used 321K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

因为设置了老年代/新生代 的比例为2/1，　所以从log中可以看出，新生代分配了6144K = 6m 左右内存，老年代分配了13824K=13m左右的内存。由于新生代GC时，from/to空间不足以容纳任何一个1m数组，影响了新生代的正常回收，故在新生代回收时需要老年代进行空间担保。因此，导致1m数组进入老年代(在新生代GC时，尚有1m数组幸存，理应进入from/to, 而from/to只有512k，不足以容纳)

在最后一次GC中可以看出GC后还剩余2576K，　进入了from 512k, 还剩余2064K进入了老年代

2.3 OOM 处理

  • 参数: -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError ,在堆溢出时，导出整个堆信息
  • -XX:+HeapDumpPath : 配置导出堆信息的文件路径

三、了解非堆的配置参数

3.1 方法区配置

  • Java8以前版本设置
  1. -XX:PermSize 方法区初始化大小
  2. -XX:MaxPermSize　方法区初始化大小
  • Java８后
  1. -XX:MetaspaceSize 元空间初始化大小
  2. -XX:MaxMetaspaceSize　元空间最大大小

3.2 栈配置

  • -Xss 设置指定线程的栈大小

3.3 直接内存配置

  • -XX:MaxDirectMemorySize 最大可用直接内存

注意:

  1. 当直接内存到达-XX:MaxDirectMemorySize时，就会触发GC, 如果垃圾回收不能释放足够内存，就会导致OOM
  2. ：直接内存适合申请次数较少、访问较频繁的场合。如果内存空间本身需要频繁申请，则并不适合使用直接内存

3.4 Client Server 二选一：虚拟机的工作模式

  • -client 客户端模式
  • -server 服务端模式

参考