jvm的GC日志分析

JVM的GC日志的主要参数包括如下几个:

-XX:+PrintGC 输出GC日志

-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志

-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳(以基准时间的形式)

-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC的时间戳(以日期的形式,如 2013-05-04T21:53:59.234+0800)

-XX:+PrintHeapAtGC 在进行GC的前后打印出堆的信息

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime // 输出GC造成应用暂停的时间

-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的输出路径


常用JVM参数
分析gc日志后,经常需要调整jvm内存相关参数,常用参数如下
-Xms:初始堆大小,默认为物理内存的1/64(<1GB);默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于40%时,JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制
-Xmx:最大堆大小,默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时,JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制
-Xmn:新生代的内存空间大小,注意:此处的大小是(eden+ 2 survivor space)。与jmap -heap中显示的New gen是不同的。整个堆大小=新生代大小 + 老生代大小 + 永久代大小。 
在保证堆大小不变的情况下,增大新生代后,将会减小老生代大小。此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。
-XX:SurvivorRatio:新生代中Eden区域与Survivor区域的容量比值,默认值为8。两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:8,一个Survivor区占整个年轻代的1/10。
-Xss:每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K。应根据应用的线程所需内存大小进行适当调整。在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右。一般小的应用, 如果栈不是很深, 应该是128k够用的,大的应用建议使用256k。这个选项对性能影响比较大,需要严格的测试。和threadstacksize选项解释很类似,官方文档似乎没有解释,在论坛中有这样一句话:"-Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize”一般设置这个值就可以了。
-XX:PermSize:设置永久代(perm gen)初始值。默认值为物理内存的1/64。
-XX:MaxPermSize:设置持久代最大值。物理内存的1/4。


在我做了如下的设置

-XX:+PrintGCDetails -Xloggc:../logs/gc.log -XX:+PrintGCTimeStamps

以后打印出来的日志为:

0.756: [Full GC (System) 0.756: [CMS: 0K->1696K(204800K), 0.0347096 secs] 11488K->1696K(252608K), [CMS Perm : 10328K->10320K(131072K)], 0.0347949 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.05 secs]
1.728: [GC 1.728: [ParNew: 38272K->2323K(47808K), 0.0092276 secs] 39968K->4019K(252608K), 0.0093169 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs]
2.642: [GC 2.643: [ParNew: 40595K->3685K(47808K), 0.0075343 secs] 42291K->5381K(252608K), 0.0075972 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs]
4.349: [GC 4.349: [ParNew: 41957K->5024K(47808K), 0.0106558 secs] 43653K->6720K(252608K), 0.0107390 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs]
5.617: [GC 5.617: [ParNew: 43296K->7006K(47808K), 0.0136826 secs] 44992K->8702K(252608K), 0.0137904 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs]
7.429: [GC 7.429: [ParNew: 45278K->6723K(47808K), 0.0251993 secs] 46974K->10551K(252608K), 0.0252421 secs]

我们取倒数第二条记录分析一下各个字段都代表了什么含义

5.617(时间戳): [GC(Young GC) 5.617(时间戳): [ParNew(GC的区域): 43296K(垃圾回收前的大小)->7006K(垃圾回收以后的大小)(47808K)(该区域总大小), 0.0136826 secs(回收时间)] 44992K(堆区垃圾回收前的大小)->8702K(堆区垃圾回收后的大小)(252608K)(堆区总大小), 0.0137904 secs(回收时间)] [Times: user=0.03(GC用户耗时) sys=0.00(GC系统耗时), real=0.02 secs(GC实际耗时)]

我们再对数据做一个简单的分析

从最后一条GC记录中我们可以看到 Young GC回收了 45278-6723=38555K的内存

Heap区通过这次回收总共减少了 46974-10551=36423K的内存。

38555-36423=2132K说明通过该次Young GC有2132K的内存被移动到了Old Gen,

 

我们来验证一下

在最后一次Young GC的回收以前 Old Gen的大小为8702-7006=1696

回收以后Old Gen的内存使用为10551-6723=3828

Old Gen在该次Young GC以后内存增加了3828-1696=2132K 与预计的相符

4.231: [GC 4.231: [DefNew: 4928K->512K(4928K), 0.0044047 secs] 6835K->3468K(15872K), 0.0045291 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
4.445: [Full GC (System) 4.445: [Tenured: 2956K->3043K(10944K), 0.1869806 secs] 4034K->3043K(15872K), [Perm : 3400K->3400K(12288K)], 0.1870847 secs] [Times: user=0.05 sys=0.00, real=0.19 secs]

最前面的数字 4.231 和 4.445 代表虚拟机启动以来的秒数。

[GC 和 [Full GC 是垃圾回收的停顿类型,而不是区分是新生代还是年老代,如果有 Full 说明发生了Stop-The-World 。如果是调用 System.gc() 触发的,那么将显示的是 [Full GC (System) 。

接下来的 [DefNew[Tenured[Perm 表示 GC 发生的区域,区域的名称与使用的 GC 收集器相关。
Serial 收集器中新生代名为 “Default New Generation”,显示的名字为 “[DefNew”。对于ParNew收集器,显示的是 “[ParNew”,表示 “Parallel New Generation”。 对于 Parallel Scavenge 收集器,新生代名为 “PSYoungGen”。年老代和永久代也相同,名称都由收集器决定。

方括号内部显示的 “4928K->512K(4928K)” 表示 “GC 前该区域已使用容量 -> GC 后该区域已使用容量 (该区域内存总容量) ”。

再往后的 “0.0044047 secs” 表示该区域GC所用时间,单位是秒。

再往后的 “6835K->3468K(15872K)” 表示 “GC 前Java堆已使用容量 -> GC后Java堆已使用容量 (Java堆总容量)”。

再往后的 “0.0045291 secs” 是Java堆GC所用的总时间。

最后的 “[Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]” 分别代表 用户态消耗的CPU时间、内核态消耗的CPU时间 和 操作从开始到结束所经过的墙钟时间。墙钟时间包括各种非运算的等待耗时,如IO等待、线程阻塞。CPU时间不包括等待时间,当系统有多核时,多线程操作会叠加这些CPU时间,所以user或sys时间会超过real时间。

堆的分代

JVM-heap-generations

  • young区域就是新生代,存放新创建对象;
  • tenured是年老代,存放在新生代经历多次垃圾回收后仍存活的对象;
  • perm是永生代,存放类定义信息、元数据等信息。

当GC发生在新生代时,称为Minor GC,次收集;当GC发生在年老代时,称为Major GC,主收集。 一般的,Minor GC的发生频率要比Major GC高很多。

重新设置GC日志的输出

-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintHeapAtGC
-XX:+PrintGCDateStamps
-XX:+PrintTenuringDistribution
-verbose:gc
-Xloggc:gc.log

后可以看到进行GC前后的堆内存信息 

{Heap before GC invocations=1 (full 0):
 PSYoungGen      total 152896K, used 131072K [0x00000000f5560000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 131072K, 100% used [0x00000000f5560000,0x00000000fd560000,0x00000000fd560000)
  from space 21824K, 0% used [0x00000000feab0000,0x00000000feab0000,0x0000000100000000)
  to   space 21824K, 0% used [0x00000000fd560000,0x00000000fd560000,0x00000000feab0000)
 PSOldGen        total 349568K, used 0K [0x00000000e0000000, 0x00000000f5560000, 0x00000000f5560000)
  object space 349568K, 0% used [0x00000000e0000000,0x00000000e0000000,0x00000000f5560000)
 PSPermGen       total 26432K, used 26393K [0x00000000d0000000, 0x00000000d19d0000, 0x00000000e0000000)
  object space 26432K, 99% used [0x00000000d0000000,0x00000000d19c64a0,0x00000000d19d0000)
2013-05-05T23:16:10.480+0800: 5.228: [GC
Desired survivor size 22347776 bytes, new threshold 7 (max 15)
 [PSYoungGen: 131072K->8319K(152896K)] 131072K->8319K(502464K), 0.0176346 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs] 
Heap after GC invocations=1 (full 0):
 PSYoungGen      total 152896K, used 8319K [0x00000000f5560000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 131072K, 0% used [0x00000000f5560000,0x00000000f5560000,0x00000000fd560000)
  from space 21824K, 38% used [0x00000000fd560000,0x00000000fdd7ff78,0x00000000feab0000)
  to   space 21824K, 0% used [0x00000000feab0000,0x00000000feab0000,0x0000000100000000)
 PSOldGen        total 349568K, used 0K [0x00000000e0000000, 0x00000000f5560000, 0x00000000f5560000)
  object space 349568K, 0% used [0x00000000e0000000,0x00000000e0000000,0x00000000f5560000)
 PSPermGen       total 26432K, used 26393K [0x00000000d0000000, 0x00000000d19d0000, 0x00000000e0000000)
  object space 26432K, 99% used [0x00000000d0000000,0x00000000d19c64a0,0x00000000d19d0000)
}

 [0x00000000f5560000,0x00000000f5560000,0x00000000fd560000)

这种形式的日志有两种意义: 
当这种日志出现在generation的详细信息里的时候,三个数字在HotSpot里分别称为low_boundary、high、high_boundary。 
low_boundary: reserved space的最低地址边界;通常也跟“low”相等,这是commited space的最低地址边界 
high: commited space的最高地址边界 
high_boundary: reserved space的最高地址边界。 

[low_boundary, high_boundary)范围内的就是reserved space,这个space的大小就是max capacity。 
[low, high)范围内的就是commited space,而这个space的大小就是current capacity(当前容量),简称capacity。 
capacity有可能在一对最小值和最大值之间浮动。最大值就是上面说的max capacity。 


Gc日志分析工具

(1)GCHisto
http://java.net/projects/gchisto
直接点击gchisto.jar就可以运行,点add载入gc.log
统计了总共gc次数,youngGC次数,FullGC次数,次数的百分比,GC消耗的时间,百分比,平均消耗时间,消耗时间最小最大值等

(2)GCLogViewer
http://code.google.com/p/gclogviewer/
点击run.bat运行
整个过程gc情况的趋势图,还显示了gc类型,吞吐量,平均gc频率,内存变化趋势等
Tools里还能比较不同gc日志


参考文章:

http://swcdxd.iteye.com/blog/1859858

http://qa.blog.163.com/blog/static/19014700220128199421589/

http://coderbee.net/index.php/jvm/20131216/646

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