上篇文章中附加了一個最近碰到的奇怪的case，有位同學看到這個后周末時間折騰了下，把原因給分析出來了，分析過程很贊（無論是思路，還是工具的使用），非常感謝這位同學（阿里的一位同事，花名叫彥貝），在征求他的同意后，我把他寫的整個問題的分析文章轉(zhuǎn)載到這里。

文里圖比較多，手機上不方便看的話，建議大家電腦上直接訪問http://hellojava.info看。

上分析工具VisualVM

在解決很多問題的時候，工具起的作用往往是巨大的，很多時候通過工具分析，很快便能找到原因，但是這次并沒有，下圖是VisualVM觀察到Heap上的GC圖表。

從圖表中可以看出，Perm區(qū)空間基本水平，但是Old區(qū)空間成增長態(tài)勢與YGCT時間增長的倍率基本一致。熟悉YGC的朋友都知道YGC主要分為標記和回收兩個階段，YGCT也是基于這2個階段統(tǒng)計的。由于每次回收的空間大小差不多，所以懷疑是標記階段使用的時間比較長，下面回顧一下JVM的垃圾標記方式。

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JVM垃圾回收的標記方法-枚舉根節(jié)點

在Java語言里面，可作為GC Roots的節(jié)點主要在全局性的引用（例如常量或類靜態(tài)屬性）與執(zhí)行上下文（例如棧幀中的本地變量表）中。如果要使用可達性分析來判斷內(nèi)存是否可回收，那分析工作必須在一個能保障一致性的快照中進行——這里“一致性”的意思是整個分析期間整個執(zhí)行系統(tǒng)看起來就像被凍結在某個時間點上，不可以出現(xiàn)分析過程中，對象引用關系還在不斷變化的情況，這點不滿足的話分析結果準確性就無法保證。這點也是導致GC進行時必須“Stop The World”的其中一個重要原因，即使是號稱（幾乎）不會發(fā)生停頓的CMS收集器中，枚舉根節(jié)點時也是必須要停頓的。

由于目前的主流JVM使用的都是準確式GC，所以當執(zhí)行系統(tǒng)停頓下來之后，并不需要一個不漏地檢查完所有執(zhí)行上下文和全局的引用位置，虛擬機應當是有辦法直接得到哪些地方存放著對象引用。在HotSpot的實現(xiàn)中，是使用一組稱為OopMap的數(shù)據(jù)結構來達到這個目的，在類加載完成的時候，HotSpot就把對象內(nèi)什么偏移量上是什么類型的數(shù)據(jù)計算出來，在JIT編譯過程中，也會在特定的位置記錄下棧里和寄存器里哪些位置是引用。這樣GC在掃描時就就可以直接得知這些信息了。

上面這段引用自《深入理解Java虛擬機》，用個圖簡單表示一下，當然圖也是源于書中：

基于對GC Roots的懷疑，猜測Old區(qū)中存在越來越多的gc root節(jié)點，那什么樣的對象是root節(jié)點呢？不懂的我趕緊google了一下。

（不要看我紅色圈出來了，第一次看到這幾個嫌疑犯時我也拿不準是哪個）

為了進一步驗證是Old區(qū)的GC Roots造成YGCT 增加的，我們來做一次full gc，干掉Old區(qū)。代碼如下：

public class SlowYGC {public static void main(String[] args) throws Exception {int i= 0;while (true) {XStream xs = new XStream();xs.toString();xs = null;if(i++ % 10000 == 0){System.gc();}}} }

可以看出Full GC后 YGCT銳減到初始狀態(tài)。那是Full GC到底回收了哪些對象？進入到下一步，增加VM參數(shù)。

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增加VM參數(shù)

為了看到Full GC前后對象的回收情況，我們增加下面2個VM參數(shù)

-XX:+PrintClassHistogramBeforeFullGC

-XX:+PrintClassHistogramAfterFullGC。

重新運行上面的代碼，可以觀察到下面的日志：

上圖左邊是FGC前的對象情況，右邊是FGC后的情況，結合我之前給出的GC Root候選人中的Monitor鎖，相信你很快就找到20026個[Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment對象幾乎被全部回收了，ConcurrentHashMap中正是通過Segment來實現(xiàn)分段鎖的。那什么邏輯會導致出現(xiàn)大量的Segment鎖對象。繼續(xù)看Full GC日志com.thoughtworks.xstream.core.util.CompositeClassLoader這個對象也差不多在FGC的時候全軍覆沒，所以懷疑是ClassLoader引起的鎖競爭，下面在ClassLoader的源碼中繼續(xù)查找。

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ClassLoader中的ConcurrentHashMap

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這里有個拿鎖的動作，跟進去看看唄。

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為了驗證走到這塊邏輯下了一個斷點。剩下的就是putIfAbsent方法（這里就不詳細分析實現(xiàn)了）有興趣的同學可以看看源碼中CAS和tryLock的使用。

至此基本分析和定位出了YGCT原因，在去看看Xstream的構造函數(shù)。

可以看出每次new XstreamI()的同時會new一個新的ClassLoader，基本上證明了上述懷疑和猜測。

推導一下按照上述分析，應該是所有自定義的ClassLoader都會YGCT變長的時間問題，于是手寫一個ClassLoader驗證一下。Java代碼如下：

public class TestClassLoader4YGCT {public static void main(String[] args) throws Exception{while(true){Object obj = newObject();obj.toString();obj = null;}}private static Object newObject() throws Exception{ClassLoader classLoader = new ClassLoader() {@Overridepublic Class<?> loadClass(String s) throws ClassNotFoundException {try{String fileName = s.substring(s.lastIndexOf(".") + 1)+ ".class";InputStream inputStream = getClass().getResourceAsStream(fileName);if(inputStream == null){return super.loadClass(s);}byte[] b = new byte[inputStream.available()];inputStream.read(b);return defineClass(s,b,0,b.length);}catch (Exception e){System.out.println(e);return null;}}};Class<?> obj = classLoader.loadClass("jvmstudy.classload.TestClassLoader4YGCT");return obj.newInstance();} }

VM 參數(shù)

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xms512m -Xmx512m -Xmn100m -XX:+UseConcMarkSweepGC

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GC日志

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結論

當大量new自定義的ClassLoader來加載時，會產(chǎn)生大量ClassLoader對象以及parallelLockMap（ConcurrentHashMap）對象，導致產(chǎn)生大量的Segment分段鎖對象，大大增加了GC Roots的數(shù)量，導致YGC中的標記時間變長。如果能直接看到YGCT的詳細使用情況，這個結論會顯得更加嚴謹。這只是我自己的一個推導，并不一定是正確答案。

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更多深入分析

深入JVM徹底剖析前面ygc越來越慢的case

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的上篇文章中ygc越来越慢的case的原因解读的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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