本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào) ?匠心零度

問(wèn)題現(xiàn)象

代碼如下，使用 ParNew + Serial Old 回收器組合與使用 ParNew + CMS 回收器組合時(shí)，結(jié)果為什么差異如此之大 ？

private static final int _1MB = 1024 * 1024;public static void main(String[] args) throws Exception {byte[] all1 = new byte[2 * _1MB];byte[] all2 = new byte[2 * _1MB];byte[] all3 = new byte[2 * _1MB];byte[] all4 = new byte[7 * _1MB];System.in.read();}

jvm參數(shù)配置如下：

-Xmx20m

-Xms20m

-Xmn10m

-XX:+UseParNewGC

-XX:+UseConcMarkSweepGC

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75

通過(guò)jstat命令，查看結(jié)果如下：

關(guān)于jstat命令詳情可以參考：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html

jvm參數(shù)調(diào)整如下：

-Xmx20m

-Xms20m

-Xmn10m

-XX:+UseParNewGC

通過(guò)jstat命令，查看結(jié)果如下：

說(shuō)明

上面的題目?jī)H僅是一個(gè)切入點(diǎn)而已，希望通過(guò)一個(gè)切入點(diǎn)把jvm的一些基礎(chǔ)知識(shí)剛剛好說(shuō)明下，順便解答下上面的現(xiàn)象。

內(nèi)存相關(guān)簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖中參數(shù)：-Xms設(shè)置最小堆空間大小（一般建議和-Xmx一樣）。-Xmx設(shè)置最大堆空間大小。-Xmn設(shè)置新生代大小。-XX:MetaspaceSize設(shè)置最小元數(shù)據(jù)空間大小。-XX:MaxMetaspaceSize設(shè)置最大元數(shù)據(jù)空間大小。-Xss設(shè)置每個(gè)線程的堆棧大小（這里有個(gè)故事，3年前用正則表達(dá)式，后續(xù)有空正則表達(dá)式再說(shuō)）。

備注：tenured空間就用減法操作即可明白，堆空間大小減去年輕代大小就可以了。

說(shuō)到這里，下面這個(gè)幾個(gè)參數(shù)應(yīng)該明白了。

-Xmx20m

-Xms20m

-Xmn10m

備注：參數(shù)-XX:SurvivorRatio用來(lái)表示s0、s1、eden之間的比例，默認(rèn)情況下-XX:SurvivorRatio=8表示 s0:s1:eden=1:1:8。

得出結(jié)論：eden=8M,s0=1M,s1=1M,tenured=10M。

JVM垃圾回收期組合

還有一個(gè)問(wèn)題需要解決，jvm垃圾回收器方面，下面這個(gè)圖，我是我的JVM菜鳥(niǎo)進(jìn)階高手之路八（一些細(xì)節(jié)），里面的，當(dāng)時(shí)依稀記得這個(gè)圖應(yīng)該是飛哥發(fā)給我的。

由于那個(gè)時(shí)候jdk9還沒(méi)有出來(lái)，可以去看看我的JVM菜鳥(niǎo)進(jìn)階高手之路十二（jdk9、JVM方面變化， 蹭熱度），雖然有些有些稍微去掉了，但是整體的組合還是影響不大。

由于上面的2個(gè)jvm參數(shù)都是基于分代收集算法的（先不考慮G1）

• 依據(jù)對(duì)象的存活周期進(jìn)行分為新生代，老年代。

• 根據(jù)不同代的特點(diǎn)，選取合適的收集算法

• 新生代，適合復(fù)制算法

• 老年代，適合標(biāo)記清理或者標(biāo)記壓縮

復(fù)制算法

• 將原有的內(nèi)存空間分為兩塊，每次只使用其中一塊，在垃圾回收時(shí)，將正在使用的內(nèi)存中的存活對(duì)象復(fù)制到未使用的內(nèi)存塊中，之后，清除正在使用的內(nèi)存塊中的所有對(duì)象，交換兩個(gè)內(nèi)存的角色，完成垃圾回收。

• 不適用于存活對(duì)象較多的場(chǎng)合 如老年代。（年輕代對(duì)象基本都是朝生夕滅所以特別適合，由于那樣的話復(fù)制就少，如果類似老年代有大量存活對(duì)象，那么進(jìn)行復(fù)制算法性能就不是特別好了）

備注：使用復(fù)制算法的優(yōu)點(diǎn)：每次都是對(duì)其中的一塊進(jìn)行內(nèi)存回收，內(nèi)存分配時(shí)也就不用考慮內(nèi)存碎片等復(fù)雜情況了，使用復(fù)制算法的缺點(diǎn)：對(duì)空間有一定浪費(fèi)，所以復(fù)制空間一般不會(huì)特別大。

標(biāo)記清除標(biāo)記-清除算法將垃圾回收分為兩個(gè)階段：標(biāo)記階段和清除階段。在標(biāo)記階段，首先先找出根對(duì)象，標(biāo)記所有從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的可達(dá)對(duì)象。因此，未被標(biāo)記的對(duì)象就是未被引用的垃圾對(duì)象。然后，在清除階段，清除所有未被標(biāo)記的對(duì)象。

備注：java根對(duì)象：

• 虛擬機(jī)棧中引用的對(duì)象。

• 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性實(shí)體引用的對(duì)象。

• 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象。

• 本地方法棧中JNI引用的對(duì)象。

• 等等。

  標(biāo)記清除算法缺點(diǎn)：標(biāo)記清除會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的內(nèi)存碎片，如果空間內(nèi)存碎片過(guò)多會(huì)導(dǎo)致，當(dāng)程序在運(yùn)行過(guò)程中需要分配空間時(shí)找不到足夠的連續(xù)空間而不得不提前觸發(fā)一次垃圾收集動(dòng)作（根據(jù)算法不一樣效果也不一樣）。

標(biāo)記壓縮標(biāo)記-壓縮算法適合用于存活對(duì)象較多的場(chǎng)合，如老年代。它在標(biāo)記-清除算法的基礎(chǔ)上做了一些優(yōu)化。和標(biāo)記-清除算法一樣，標(biāo)記-壓縮算法也首先需要從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，對(duì)所有可達(dá)對(duì)象做一次標(biāo)記。但之后，它并不簡(jiǎn)單的清理未標(biāo)記的對(duì)象，而是將所有的存活對(duì)象壓縮到內(nèi)存的一端。之后，清理邊界外所有的空間。

備注：這樣帶來(lái)的好處就是不會(huì)參數(shù)內(nèi)存碎片問(wèn)題了。

上面已經(jīng)說(shuō)明了這么多了，我們可以繼續(xù)說(shuō)明上題中JVM的其他參數(shù)了。

-XX:+UseParNewGC

-XX:+UseConcMarkSweepGC

-XX:+UseParNewGC 表示新生代使用ParNew并行收集器，-XX:+UseConcMarkSweepGC 表示老年代使用CMS回收器（CMS收集器是基于“標(biāo)記-清除”算法實(shí)現(xiàn)的，特別提醒由于CMS是標(biāo)記清除算法實(shí)現(xiàn)的所以是存在碎片問(wèn)題的）。可以去看看我的JVM菜鳥(niǎo)進(jìn)階高手之路六（JVM每隔一小時(shí)執(zhí)行一次Full GC）、以及JVM菜鳥(niǎo)進(jìn)階高手之路七（tomcat調(diào)優(yōu)以及tomcat7、8性能對(duì)比）圖片就取的這兩篇里面的。

備注：通過(guò)jstat -gcutil pid 查看的FGC這列的時(shí)候，CMS gc通常都是+2一次的，由于CMS-initial-mark和CMS-remark會(huì)stop-the-world。

所以看到這個(gè)圖的FGC應(yīng)該沒(méi)有什么問(wèn)題了吧。

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75

還有這2個(gè)參數(shù)關(guān)于cms的，-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly表示JVM不基于運(yùn)行時(shí)收集的數(shù)據(jù)來(lái)啟動(dòng)CMS垃圾收集周期通過(guò)CMSInitiatingOccupancyFraction的值進(jìn)行每一次CMS收集，-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75 表示當(dāng)老年代的使用率達(dá)到閾值75%時(shí)會(huì)觸發(fā)CMS GC。

備注：jstat -gcutil可以看出上圖的老年代的使用率才60.02%

還有最后一個(gè)參數(shù)解釋:

-XX:+UseParNewGC

-XX:+UseParNewGC 表示新生代使用ParNew并行收集器，那么老年代呢？可以讓同樣參數(shù)修改代碼執(zhí)行一次old gc即可看日志有類似[Tenured:說(shuō)明老年代使用的是Serial Old

備注：Serial Old使用的是標(biāo)記壓縮算法。

解題

private?static?final?int?_1MB =?1024?*?1024;

? ?public?static?void?main(String[] args)?throws?Exception?{

? ? ? ?byte[] all1 =?new?byte[2?* _1MB];

? ? ? ?byte[] all2 =?new?byte[2?* _1MB];

? ? ? ?byte[] all3 =?new?byte[2?* _1MB];

? ? ? ?byte[] all4 =?new?byte[7?* _1MB];

? ? ? ?System.in.read();

? ?}

說(shuō)明：最后System.in.read();這句可以忽略，只是為了讓程序阻塞在那里，不結(jié)束，這樣好看日志，好看現(xiàn)象而已。

聰明如你一下子應(yīng)該可以看到問(wèn)題本質(zhì):同一份代碼，jvm參數(shù)堆設(shè)置啥的都一樣，年輕代gc參數(shù)也一樣，唯一不同的就在于老年代gc使用上面，而jstat -gcutil圖表中FGC沒(méi)變的應(yīng)該是正常結(jié)果，變了的CMS那個(gè)就是意外結(jié)果，所以關(guān)鍵點(diǎn)就在CMS上面了。

先來(lái)說(shuō)說(shuō)all1 、all12、all3、對(duì)象實(shí)例化開(kāi)辟空間之后，eden空間都?jí)?#xff0c;他們都在eden空間中，當(dāng)all4過(guò)來(lái)的時(shí)候，eden空間不夠了，需要執(zhí)行ygc了。下面有2個(gè)問(wèn)題需要說(shuō)明，1、如果s0能存的下，可以看看JVM菜鳥(niǎo)進(jìn)階高手之路三：MaxTenuringThreshold新生代的對(duì)象正常情況下最多經(jīng)過(guò)多少次YGC的過(guò)程會(huì)晉升到老生代（CMS情況下默認(rèn)為6），說(shuō)到這里可能還需要提一個(gè)參數(shù)：-XX:TargetSurvivorRatio，可以參考飛哥的：JVM Survivor行為一探究竟（http://www.jianshu.com/p/f91fde4628a5） 2、如果s0存不下，就是我們這里的情況（由于我們這里s0就是1M而已）所以直接進(jìn)入到old空間了，所以可以看出來(lái)jstat -gcutil 里面的老年代的比例都是60%幾了吧。ygc執(zhí)行完成之后，all4就還可以在eden分配（空間夠），所以可以看出來(lái)jstat -gcutil 里面的eden的比例都是89%幾了吧

備注：-XX:PretenureSizeThreshold參數(shù)來(lái)設(shè)置多大的對(duì)象直接進(jìn)入老年代（這個(gè)參數(shù)其實(shí)只對(duì)串行回收器和ParNew有效，對(duì)ParallelGC無(wú)效）。

如果是-Xmx20m -Xms20m -Xmn10m -XX:+UseParNewGC 這套參數(shù)，那么結(jié)果就是如圖可以解釋了，并且每個(gè)參數(shù)比例啥的都可以理解了。

下面來(lái)好好解釋下這個(gè)現(xiàn)象：聰明如你一下子應(yīng)該可以看到一個(gè)問(wèn)題，那么就是時(shí)間間隔是每隔2s執(zhí)行一次，沒(méi)錯(cuò)就是2s執(zhí)行一次。需要說(shuō)道-XX:CMSWaitDuration(Time in milliseconds that CMS thread waits for young GC)默認(rèn)值是2s，我們修改為-XX:CMSWaitDuration=5000看看效果：看到了吧，修改為5s就是5s執(zhí)行一次變化了。那么至于為什么會(huì)執(zhí)行呢？？

本題就是當(dāng)前新生代的對(duì)象是否能夠全部順利的晉升到老年代，如果不能，會(huì)觸發(fā)CMS GC。

—————END—————

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM菜鸟进阶高手之路的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。