04 develop二重奏jvm

JVM内存调优

JVM内存调优
使用JDK提供的内存查看工具，比如JConsole和Java VisualVM。

首先需要注意的是在对JVM内存调优的时候不能只看操作系统级别Java进程所占用的内存，这个数值不能准确的反应堆内存的真实占用情况，因为GC过后这个值是不会变化的，因此内存调优的时候要更多地使用JDK提供的内存查看工具，比如JConsole和Java VisualVM。

对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数，过多的GC和Full GC是会占用很多的系统资源（主要是CPU），影响系统的吞吐量。特别要关注Full GC，因为它会对整个堆进行整理，

导致Full GC一般由于以下几种情况：

旧生代空间不足
调优时尽量让对象在新生代GC时被回收、让对象在新生代多存活一段时间和不要创建过大的对象及数组避免直接在旧生代创建对象

Pemanet Generation空间不足
增大Perm Gen空间，避免太多静态对象
统计得到的GC后晋升到旧生代的平均大小大于旧生代剩余空间
控制好新生代和旧生代的比例

System.gc()被显示调用
垃圾回收不要手动触发，尽量依靠JVM自身的机制

调优手段主要是通过控制堆内存的各个部分的比例和GC策略来实现，下面来看看各部分比例不良设置会导致什么后果

1）新生代设置过小

一是新生代GC次数非常频繁，增大系统消耗；二是导致大对象直接进入旧生代，占据了旧生代剩余空间，诱发Full GC

2）新生代设置过大

一是新生代设置过大会导致旧生代过小（堆总量一定），从而诱发Full GC；二是新生代GC耗时大幅度增加

一般说来新生代占整个堆1/3比较合适

3）Survivor设置过小
导致对象从eden直接到达旧生代，降低了在新生代的存活时间

4）Survivor设置过大
导致eden过小，增加了GC频率

通过-XX:MaxTenuringThreshold=n来控制新生代存活时间，尽量让对象在新生代被回收

由内存管理和垃圾回收可知新生代和旧生代都有多种GC策略和组合搭配，选择这些策略对于我们这些开发人员是个难题，JVM提供两种较为简单的GC策略的设置方式

  • 1）吞吐量优先
    JVM以吞吐量为指标，自行选择相应的GC策略及控制新生代与旧生代的大小比例，来达到吞吐量指标。这个值可由-XX:GCTimeRatio=n来设置
  • 2）暂停时间优先
    JVM以暂停时间为指标，自行选择相应的GC策略及控制新生代与旧生代的大小比例，尽量保证每次GC造成的应用停止时间都在指定的数值范围内完成。这个值可由-XX:MaxGCPauseRatio=n来设置

问题

promotion failure VS concurrent mode failure

1、promotion failure，是在minor gc过程中，survivor的剩余空间不足以容纳eden及当前在用survivor区间存活对象，只能将容纳不下的对象移到年老代(promotion)，而此时年老代满了无法容纳更多对象，通常伴随full gc，因而导致的promotion failure。这种情况通常需要增加年轻代大小，尽量让新生对象在年轻代的时候尽量清理掉。

2、concurrent mode failure，主要是由于cms的无法处理浮动垃圾（Floating Garbage）引起的。这个跟cms的机制有关。cms的并发清理阶段，用户线程还在运行，因此不断有新的垃圾产生，而这些垃圾不在这次清理标记的范畴里头，cms无法再本次gc清除掉，这些就是浮动垃圾。由于这种机制，cms年老代回收的阈值不能太高，否则就容易预留的内存空间很可能不够(因为本次gc同时还有浮动垃圾产生)，从而导致concurrent mode failure发生。可以通过-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction的值来调优。

触发MinorGC与FullGC情景

触发MinorGC(Young GC)

虚拟机在进行minorGC之前会判断老年代最大的可用连续空间是否大于新生代的所有对象总空间

  • 如果大于的话，直接执行minorGC

  • 如果小于，判断是否开启HandlerPromotionFailure，没有开启直接FullGC

  • 如果开启了HanlerPromotionFailure, JVM会判断老年代的最大连续内存空间是否大于历次晋升的大小，如果小于直接执行FullGC

  • 如果大于的话，执行minorGC

触发FullGC

老年代空间不足
如果创建一个大对象，Eden区域当中放不下这个大对象，会直接保存在老年代当中，如果老年代空间也不足，就会触发Full GC。为了避免这种情况，最好就是不要创建太大的对象。
持久代空间不足

如果有持久代空间的话，系统当中需要加载的类，调用的方法很多，同时持久代当中没有足够的空间，就出触发一次Full GC

YGC出现promotion failure

promotion failure发生在Young GC, 如果Survivor区当中存活对象的年龄达到了设定值，会就将Survivor区当中的对象拷贝到老年代，如果老年代的空间不足，就会发生promotion failure， 接下去就会发生Full GC.

统计YGC发生时晋升到老年代的平均总大小大于老年代的空闲空间
 在发生YGC是会判断，是否安全，这里的安全指的是，当前老年代空间可以容纳YGC晋升的对象的平均大小，如果不安全，就不会执行YGC,转而执行Full GC。
显示调用System.gc