優(yōu)化GC前，必須獲取GC的實際使用情況，最好的方式是通過CG Log收集垃圾回收日志，通過一些可視化工具查看垃圾回收分析數(shù)據(jù)，比如GCEasy。持續(xù)優(yōu)化和對比優(yōu)化前后的GC Log，能確認吞吐量和性能是否得到提升。

下面推薦幾個常用的內存分析命令和工具

jstat命令

JDK自帶的jstat命令用于查看虛擬機垃圾回收的情況，如下命令使用gcutil參數(shù)輸出堆內存使用情況統(tǒng)計：

jstat–gcutil-h20pid1000100

此命令顯示進程為pid的內存使用匯總，1000毫秒輸出一次，總共輸出100行。-h 20表示每20行輸出一次表頭。-gcutil表示顯示JVM內存使用匯總統(tǒng)計：

列表顯示了虛擬機各個代的使用情況，描述了堆內存的使用占比和垃圾回收次數(shù)，以及占用時間，具體含義如下：

• S0，第一個幸存區(qū)使用比值。
• S1，第二個幸存區(qū)的使用率。
• E，伊甸園區(qū)的使用比值。
• O，老年代。
• M，方法區(qū)、元空間使用率。
• CCS，壓縮使用比值。
• YGC，年輕代垃圾回收次數(shù)。
• YGCT，年輕帶垃圾回收占用時間。
• FGC，全局垃圾回收次數(shù)，這對性能影響至關重要。
• FGCT，全局垃圾回收的消耗時間。
• GCT，總的垃圾回收時間。

可以看到S0、S1、E變化頻率高，說明程序在頻繁創(chuàng)建生命周期短的對象，F(xiàn)GC為0，表示還未做過全局垃圾回收。如果FGC變化頻率很高，則說明系統(tǒng)性能和吞吐量將下降，或者可能出現(xiàn)內存溢出。

其他查看匯總信息的常用選項如下：

• -gc，類似gcutil，gcutil以百分比形式顯示內存的使用情況，gc顯示的是內存占用的字節(jié)數(shù)，以KB的形式輸出堆內存的使用情況。

• -gccause，類似gcutil，額外輸出GC的原因。

jmap命令

jmap命令用于保存虛擬機內存鏡像到文件中，然后可以使用JVisualVM或者MAT工具進行進一步分析。命令如下：

jmap-dump:format=b,file=filename.hprofpid

需要注意，實際系統(tǒng)會有2GB到8GB內存，此命令會導致虛擬機暫停工作1～3秒。還有一種是被動獲取方式，當虛擬機出現(xiàn)內存溢出的時候，會主動“dump”內存文件。添加虛擬機啟動參數(shù)：

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof

當虛擬機判斷達到內存溢出觸發(fā)條件的時候，會有如下輸出并保存鏡像文件：

java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspace
Dumpingheaptoheapdump.hprof...

當獲得鏡像文件后，打開JvisualVM工具，選擇菜單“File”，點擊裝入，選擇我們保存過的dump文件，這時面板會打開內存鏡像文件。打開較大的內存鏡像文件需要較長的時間，需要耐心等候，其他工具，如MAT，或者商業(yè)的YourKit Java Profiler打開鏡像文件更快，分析功能更強大。

GCeasy

GCeasy是一個分析GC日志文件的在線網(wǎng)站，能根據(jù)上傳的GC日志，以圖表形式顯示GC回收過程和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。下圖顯示的是GC性能的統(tǒng)計情況，如吞吐量顯示為99.935%，說明只有少量CPU資源用于垃圾回收。最長的GC時間是20毫秒，屬于正常范圍。在測試JVM參數(shù)調整是否能增加吞吐量，減小垃圾回收占用的CPU時，可以使用這個統(tǒng)計功能。

下圖統(tǒng)計了GC總的時間和回收的字節(jié)數(shù)，也顯示了Full GC的統(tǒng)計情況。

JMC

Java Mission Control簡稱JMC，是JDK自帶的工具，是一個高性能的對象監(jiān)視、管理、產(chǎn)生時間分析和診斷的工具套件，筆者主要用來追蹤熱點代碼與熱點線程，是主要的內存優(yōu)化調優(yōu)工具。

類似JVisualVM，通過JMX連接進入JMC控制臺。

通過連接到遠程JVM進程后，可以執(zhí)行飛行記錄（FlightRecord），選擇飛行記錄存放的路徑與執(zhí)行時間即可，如下圖所示。需要注意的是，執(zhí)行飛行記錄功能時會對當前JVM進程有一定的性能影響（大約為5%～10%），所以建議JMC連接隔離環(huán)境中的服務器并執(zhí)行飛行記錄功能。

通過一段時間的記錄，飛行記錄可以反映線程的繁忙程度，以及CPU的熱點方法。

使用熱點方法可以直接找到最耗時的幾個方法，對熱點方法重點優(yōu)化就可以使CPU的使用率下降一大截。

飛行記錄還可以反映內存增長的熱點方法，以及顯示單位時間內創(chuàng)建的最多對象的方法。下圖為找到的內存對象中創(chuàng)建的最多的char[]的方法，一個是Fastjson，另一個是Kryo。

小結：通過JMC的熱點方法的統(tǒng)計結果可以有針對性地進行優(yōu)化，筆者通過對線上系統(tǒng)進行優(yōu)化使得CPU使用率下降了40%、內存GC頻率下降了100%以上。

MAT

MAT是Memory Analyzer的簡稱，它是一款功能強大的Java堆內存分析器，可以分析具有數(shù)億個對象的內存鏡像，快速計算對象大小，自動找到嫌疑的泄漏對象并形成內存泄漏報告。MAT是基于Eclipse開發(fā)的，是一款免費的內存鏡像分析工具，是筆者發(fā)現(xiàn)內存泄漏原因的主要工具。

通過File-Open Heap Dump可以打開內存鏡像文件，顯示內容如下圖所示。

它提供了Leak Suspects 報告，輸出有可能發(fā)生內存泄漏的對象。

OQL

OQL語句類似SQL語句，可以在VisualVM、MAT等大多數(shù)內存鏡像分析工具中執(zhí)行，完成對象查找任務。

審核編輯 ：李倩