当 Java 程序有性能问题时,尤其是响应时间有突然变化时,最好第一时间查看 GC 的状态。一般用 jstat -gcutil <pid> 1s 来查看,那么它的输出又是什么含义呢?

输出样例

一般会用两种方式调用 jstat,一种看百分比,一种看具体数值(KB)。

例如 jstat -gcutil <pid> 1s 会每隔一秒输出内存相关信息,示例输出如下:

S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
0.00 0.00 34.47 44.29 93.05 83.49 10 0.036 2 0.117 0.153
0.00 0.00 45.70 44.29 93.05 83.49 10 0.036 2 0.117 0.153
0.00 0.00 58.12 44.29 93.05 83.49 10 0.036 2 0.117 0.153

 jstat -gc <pid> 1s 会输出具体占用的数值,如下(比较长):

S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU      YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
4608.0 6656.0 0.0 0.0 62464.0 48011.4 30720.0 13605.8 35456.0 32991.3 10 0.036 2 0.117 0.153
4608.0 6656.0 0.0 0.0 62464.0 49261.5 30720.0 13605.8 35456.0 32991.3 10 0.036 2 0.117 0.153
4608.0 6656.0 0.0 0.0 62464.0 49261.5 30720.0 13605.8 35456.0 32991.3 10 0.036 2 0.117 0.153

要理解上面输出的具体含义,需要了解 Java 的内存与 GC 的过程。

GC 过程简要梳理

下图是 GC 过程的概要(图片来源 plumbr.io):

how-java-garbage-collection-works

如上图,JVM 中的内存中的各个区域和作用如下(这里只是概述,细节麻烦查阅相关材料):

  • Eden(伊甸园):创建新对象时会从中分配内存。内存不足时,触发 Young GC。不再被引用的对象将被抛弃,还被引用的对象会被复制到 Survivor 区。
  • Survivor(幸存者):有两个 Survivor 区,GC 时会来回地把内存从其中一个区复制到另一个,交替进行。这里存储的是一些“年轻”的对象,多次 GC (默认 15 次)后这些对象还停留在 Survivor 区,则认为它们会被长期引用,Survivor 空间不足时会将它们移动到“老生代”中。来回复制的过程中除了释放内存,还起到整理内存碎片的作用。
  • Tenured(终生代)、也称 Old Generation(老生代):保留那些“长期”被引用的对象。因此该区域只在 Full GC 的时候才会被整理。
  • PermGen/MetaSpace,Java 8 前是 PermGen,Java 8 后改成 MetaSpace。用来存储诸如加载的类、字符串常量等元信息,与 GC 无关。

另外:Eden 与 Survivor 统称“年轻代”,它们引发的 GC 也称 “Young GC”。Young GC 通常比 Full GC 快很多,如果系统有卡顿,一般需要关注 Full GC。

jstat 输出含义

了解了 GC 的过程,其实 jstat 的输出通过查文档 man jstat 就可以找到。这里权且作个翻译:

-gcutil 的输出如下

ColumnDescription
S0 第 0 个 survivor(幸存区)使用的百分比
S1 第 1 个 survivor(幸存区)使用的百分比
E Eden 区使用内存的百分比
O 老生代内存使用的百分比
P/M PermGen/MetaSpace 的内存使用百分比
YGC 程序启动以来 Young GC 发生的次数
YGCT 程序启动以来 Young GC 共消耗的时间(s)
FGC 程序启动以来 Full GC 发生的次数
FGCT 程序启动以来 Full GC 共消耗的时间(s)
GCT 程序启动以来 GC 的总用时(s)

-gc 的输出如下

ColumnDescription
SOC 第 0 个 Survivor 区的总空间 (KB).
S1C 第 1 个 Survivor 区的总空间 (KB).
S0U 第 0 个 Survivor 区已使用的空间 (KB).
S1U 第 1 个 Survivor 区已使用的空间 (KB).
EC Eden 区的总空间 (KB).
EU Eden 区已使用的空间 (KB).
OC OldGen 的总空间 (KB).
OU OldGen 已使用的空间 (KB).
PC/MC PermGen/MetaSpace 的总空间 (KB).
PU/MU PermGen/MetaSpace 使用的空间 (KB).
YGC 程序启动以来 Young GC 发生的次数
YGCT 程序启动以来 Young GC 共消耗的时间(s)
FGC 程序启动以来 Full GC 发生的次数
FGCT 程序启动以来 Full GC 共消耗的时间(s)
GCT 程序启动以来 GC 的总用时(s)