01-频繁Full-GC问题怎么排查

你遇到过Full-GC的问题么？Full-GC可能由哪些问题导致的？你的排查思路是什么？

为什么会FUll-GC？

当Java应用程序运行时，JVM会为对象分配内存。如果堆内存不足以容纳新创建的对象，JVM将触发垃圾回收（GC）以尝试释放更多空间。如果GC无法回收足够的空间，最终会导致Full GC。

堆内存不足可能是由于内存泄漏、大对象频繁分配或不合理的堆大小配置引起的。

一般来说，如果是线上项目的排查一般不会考虑不合理的堆大小配置这个选项，这种可能一般出现在新项目启动上才会出现配置问题，活着项目出现了过大的改动导致需要更多内存启动和运行。

排查方法

• 启用详细的GC日志：通过-XX:+PrintGCDetails和-XX:+PrintGCDateStamps参数记录详细的GC信息，查看每次GC的时间戳和回收情况。

• 监控堆内存使用情况：

  • 使用jstat -gc <pid>命令定期检查堆内存的使用情况。
  • 使用VisualVM连接到JVM，实时监控堆内存的变化。
  • 使用jmap -heap <pid>获取当前堆内存的快照。

• **jstat：**用于监控JVM的垃圾收集统计信息：

  • jstat -gc <pid>

• **jmap：**用于生成堆转储文件（Heap Dump），帮助分析内存使用情况。

  • jmap -dump:live,format=b,file=heap.hprof <pid>

• **VisualVM：**图形化工具，提供丰富的监控和分析功能。

具体来说，一般的操作是利用jmap的命令把dump文件下载到本地，在通过VisualVM等可视化工具来分析对象的引用链。

初步分析GC日志文件

通过查看GC日志，初步判断问题类型：

• Full GC频率：观察Full GC的频率和每次GC的时间。
• 堆内存使用情况：关注年轻代（Young Generation）和老年代（Old Generation）的内存使用情况。
• 晋升失败（Promotion Failure）：检查是否有晋升失败的情况。
• 永久代/元空间使用情况：关注永久代或元空间的使用率。

问题特征

具体问题	特征
老年代内存不足	GC日志中频繁出现“Full GC”，伴随老年代内存接近上限。 晋升失败（Promotion Failure）：GC日志中显示晋升失败的信息。 老年代内存增长迅速：通过jstat -gcold <pid>命令监控老年代内存使用情况，发现老年代内存快速增长。
永久代/元空间不足	GC日志中频繁出现“Metaspace GC” 或者 “PermGen GC” 永久代/元空间接近上限：通过jstat -gcpermcapacity <pid>或jcmd <pid> VM.flags查看永久代或元空间容量。 类加载频繁：应用动态加载大量类，或者类加载器未正确释放不再使用的类。
大对象分配	Heap Dump分析中存在大量大对象：通过Eclipse MAT或VisualVM分析Heap Dump文件，发现存在大量大对象。 直接进入老年代的大对象：GC日志中显示大对象直接分配到老年代。

解决方案

老年代内存不足

• 增加老年代内存：调整-XX:NewRatio参数，适当增大老年代的比例。
• 减少大对象分配：优化代码，避免频繁创建大对象。

永久代/元空间不足

• 增加永久代/元空间：调整-XX:MaxPermSize（Java 7及之前）或-XX:MaxMetaspaceSize（Java 8及之后）参数。
• 优化类加载：确保类加载器正确释放不再使用的类，减少动态加载类的数量。

大对象分配

• 优化对象分配：尽量减少大对象的创建，考虑使用对象池或分批处理。
• 调整TENURING_THRESHOLD：适当调整对象晋升到老年代的阈值，减少大对象直接进入老年代的机会。

思考

其实在线上排查的问题时候，我会首先考虑大内存分配的原因，这也是bad code 最容易出现问题的地方，其他的两个出现的问题都很少。