JVM_FullGC&YoungGC


前言

      Java虚拟机（JVM）作为Java语言的核心运行环境，其性能调优和垃圾回收（GC）机制的理解对于提升Java应用的稳定性和效率至关重要。本教程将深入探讨JVM的基本概念、GC的工作原理，特别是Young GC与Full GC的区别及其触发条件，帮助您更好地掌握JVM的内存管理。此外，我们还将介绍如何使用阿里云的ARMS服务来监控JVM，实时掌握应用的运行状态，从而及时发现并解决潜在的性能问题。

 

 

一、概念

     ①：JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写；
     ②：JVM 中的 GC（Garbage Collection）是垃圾回收的缩写，是 JVM 的内存管理机制。
     ③：Young GC 和 Full GC 是两种不同的 GC 算法。

     ④：当新生代内存不够用时，Young GC 会发生，本质上 Young GC 可以理解成 jvm 正常的扫垃圾过程；所以，YoungGC的出现是属于正常情况，

     ⑤：Full GC， 即全垃圾回收，是一种垃圾回收的过程 ， 它会暂停所有的应用程序线程，对整个堆进行回收。 FullGC的出现，就叫事故了，这种对业务影响很大的。Full Gc 本质上就是，垃圾太多，正常的活儿干不了了，内存空间不够了，得停下所有的事情，来一次大扫除。
     ⑥：Full GC 是 Full Garbage Collection 的缩写，是指把整个堆内存扫描一遍，回收不再使用的对象并且整理内存的过程。由于堆内存的整体回收过程非常慢，因此，Full GC 可能导致应用程序的暂停。

     ⑦：要避免 Full GC 发生，需要运维调整堆内存大小：确定合适的堆内存大小是避免 Full GC 发生的关键。以及减少数据对象的生命周期：尽可能地缩短对象的存活时间。

 

二、什么情况下会发生Full GC？

Full GC 它会清理整个堆内存，包括新生代和老年代。Full GC通常发生在以下情况下：

  1. 老年代空间不足： 当老年代无法容纳新生代晋升过来的对象时，可能触发Major GC。这通常发生在年轻代的Minor GC后，存活的对象被移动到老年代，导致老年代的空间不足。
  2. 永久代空间不足： 在Java 7及之前的版本中，常量池等信息存放在永久代中。如果常量池或类的元数据占用的空间过大，可能导致永久代空间不足，触发Full GC。在Java 8及之后的版本中，永久代被元空间（Metaspace）取代。
  3. 使用CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾回收器时的并发失败： CMS是一种以减少应用程序停顿时间为目标的垃圾回收器，但它可能会因为一些原因（比如老年代空间不足）而导致并发失败，从而触发Full GC。
  4. System.gc()的显式调用： 调用System.gc()或Runtime.getRuntime().gc()并不能确保会立即进行垃圾回收，但它可能会触发Full GC。
  5. 永久代/Metaspace溢出： 如果Metaspace（Java 8及以后的版本）或永久代（Java 7及之前的版本）中的元数据信息溢出，可能触发Full GC。
  6. 分配担保失败： 在进行Minor GC时，虚拟机会检查老年代的剩余空间是否大于新生代的对象总大小。如果不大于，会尝试进行一次Full GC。这是为了确保在新生代GC后，存活的对象能够顺利晋升到老年代。
  7. G1垃圾回收器的一些特殊情况： G1垃圾回收器在一些特殊情况下可能触发Full GC，例如在进行Mixed GC（混合收集）时，或者由于空间不足而放弃Mixed GC，转而执行Full GC。

三、ARMS监控JVM

阿里云的ARMS（应用实时监控服务）提供了对JVM（Java虚拟机）的监控功能，允许用户实时查看JVM的运行状态和相关指标。以下是如何使用ARMS监控JVM的步骤：

  1. 登录ARMS控制台。
  2. 在左侧导航栏选择应用监控 > 应用列表，并在顶部菜单栏选择目标地域。
  3. 在应用列表页面单击接入应用，并选择目标应用。
  4. 在应用详情页面选择想要查看的实例，并在页面右侧单击JVM监控页签。

在JVM监控页签内，你可以查看以下JVM监控指标：

  • GC瞬时次数和GC瞬时耗时：这反映了垃圾回收的次数和耗时，有助于了解垃圾回收对应用性能的影响。
  • 堆内存详情：包括已使用、已提交和最大堆内存的大小，反映了Java应用的内存使用情况。
  • 元空间详情：用于存放类的元数据，包括类的结构信息、方法信息、字段信息等，这一部分的内存占用一般比较稳定。
  • 非堆内存：ARMS展示的非堆内存包括元空间(Meta Space)、压缩类空间(Compressed Class Space)和代码缓冲区(Code Cache)三个区域的总和。这反映了JVM中非堆内存的使用情况。
  • 直接缓冲区：用于NIO操作的内存区域。
  • JVM线程数：当前JVM的线程数量。

你可以通过单击各个监控面板上的指标名称，打开或关闭该指标在图表中的可见性。另外，你还可以单击“查看API”按钮，查看该监控指标的API详情。

请注意，为了使用ARMS的JVM监控功能，你可能需要先将你的Java应用接入ARMS。具体的接入步骤可能包括下载并安装Agent，然后在应用中配置相应的参数。详细的接入步骤和配置方法，你可以参考阿里云的官方文档或相关教程。

通过ARMS的JVM监控功能，你可以实时了解Java应用的内存使用情况和性能表现，从而及时发现并解决问题，提升应用的稳定性和性能。

 

四、FullGC 和younGC的解决方案

 

①：Full GC 解决方案

  1. 调整堆内存大小：
    • 根据应用程序的内存需求和性能要求，合理调整堆内存大小（通过-Xms和-Xmx参数设置）。堆内存过小可能导致频繁的Full GC，而堆内存过大则可能增加停顿时间。
  2. 优化代码：
    • 减少长生命周期对象的创建，避免对象过早晋升到老年代。
    • 重用对象，使用对象池等技术来减少垃圾回收的压力。
    • 避免使用大量的反射和大对象，这些都可能导致Full GC的频繁发生。
  3. 选择合适的垃圾回收器：
    • 根据应用程序的特点选择合适的垃圾回收器。例如，G1 GC（Garbage First）适合大内存应用，能够控制GC的停顿时间；CMS（Concurrent Mark-Sweep）GC适用于对低延迟有较高要求的应用，但需要注意其老年代碎片化问题。
  4. 调整GC参数：
    • 通过调整GC参数来优化GC行为。例如，使用-XX:MaxGCPauseMillis参数来设置GC的最大停顿时间，使用-XX:+UseG1GC来启用G1 GC等。
  5. 监控和分析：
    • 使用JVM监控工具（如JVisualVM、jstat、Java Flight Recorder等）来实时观察JVM的堆内存使用情况、GC活动以及线程状态。
    • 分析Heap Dump（JVM堆内存的快照），了解当前内存中有哪些对象占用了大量空间，从而定位内存泄漏或过度的老年代占用问题。
  6. 处理内存泄漏：
    • 定期检查和修复内存泄漏问题，避免对象无法被及时回收而导致Full GC的频繁发生。

②：Young GC 解决方案

  1. 调整新生代大小：
    • 通过调整新生代大小（使用-XX:NewRatio、-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize等参数）来优化Young GC的频率和性能。新生代过大可能导致老年代空间不足，而新生代过小则可能导致频繁的Young GC。
  2. 优化对象分配：
    • 优化代码中的对象分配策略，减少短生命周期对象的创建和销毁。
    • 使用对象池等技术来重用对象，减少垃圾回收的工作量。
  3. 选择合适的垃圾回收算法：
    • 根据应用程序的特点选择合适的垃圾回收算法。例如，对于小型应用，可以选择Serial GC；对于多核CPU和高吞吐量的应用，可以选择Parallel GC。
  4. 监控和分析：
    • 使用JVM监控工具来观察Young GC的频率和性能。
    • 分析GC日志，了解Young GC的发生原因和触发条件。
  5. 调整晋升年龄：
    • 通过调整对象在年轻代停留的时间（使用-XX:MaxTenuringThreshold参数）来控制对象晋升到老年代的速度。增加晋升年龄可以减少Young GC后存活对象进入老年代的数量。

综上所述，解决Full GC和Young GC问题的关键在于合理调整JVM参数、优化代码和选择合适的垃圾回收器。同时，持续的监控和分析也是确保JVM性能稳定的关键。

 



结语

亲爱的朋友：
      希望本文中描述的问题以及解决方案，可以帮助到您。当然，我们深知，问题和挑战总是层出不穷，新的情况也在不断涌现。如果读者朋友您有更好的方案，或者在实际应用中发现了文中的不足之处，请不吝分享您的宝贵建议。诚挚地邀请每一位读者加入我们的行列，共同完善这份教程。
    感谢您的阅读与支持！

Dear frends,

     We hope that the questions and solutions presented in this article can be of assistance to you. Of course, we are fully aware that problems and challenges are always emerging in an endless stream, and new situations are constantly arising. If you, our readers, have better solutions or have discovered any deficiencies in this article through practical application, please do not hesitate to share your valuable suggestions with us. We sincerely invite every reader to join us in continuously improving this tutorial.

Thank you for your reading and support!
See you,Parting is for better meeting！

 

posted @ 2024-04-28 14:15  xiaodi888  阅读(127)  评论(0)  编辑  收藏  举报