如何优化生产环境的Full GC？

Posted 2022-02-14 JavaEdge.

大部分工程师开发完一个系统后，部署生产环境的时候往往不对JVM进行参数设置，直接用默认JVM参数，这绝对是系统负载逐渐增高的时最大问题

如你不设置-Xmx、-Xms之类的堆内存大小，你启动一个系统，可能默认就给你几百MB的堆内存大小，新生代和老年代可能都是几百M。

很多后台系统都用默认JVM参数部署启动，前期没啥问题，但中后期开始，当有一定用户量和一定负载，就会出现惊喜。

Eden过小，导致频繁触发YGC，Survivor过小，导致经常在YGC后存活对象其实也没多少，但Survivor放不下，导致对象经常进入老年代，导致老年代过段时间就满，然后触发Full GC。

所以当时这个垂直电商APP的各个系统通过jstat分析JVM GC后发现，高峰期Full GC每小时发生好几次。Full GC正常以天为单位发生，如每天发生一次或几天发生一次。要是每h都发生几次Full GC，就会导致系统每h卡顿好几次！

公司级别JVM参数模板

让大部分系统套用这个模板，基本保证JVM性能别太差，避免很多初中级工程师直接使用默认的JVM参数，可能一台8G内存的机器上，JVM堆内存就分配了几百MB。

-Xms4096M
-Xmx4096M
-Xmn3072M
-Xss1M
-XX:PermSize=256M
-XX:MaxPermSize=256M
-XX:+UseParNewGC
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:CMSInitiatingOccupancyFaction=92
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0

8G机器给JVM堆分配4G，毕竟还有其他进程使用内存，别让JVM堆把机器内存占满。

年轻代给到3G，让年轻代尽量大，进而让每个Survivor区域都达到300MB。根据当时对这个业务系统的分析，假设用默认的JVM参数，可能年轻代就几百MB的内存，Survivor区域就几十M。

那每次GC后，存活对象可能几十M，因为在GC瞬间可能有部分请求没处理完，此时会有几十M对象存活，所以很容易触发动态年龄判定规则，让部分对象进入老年代。

所以分析后，给年轻代更大内存空间，让Survivor更大，这样在YGC时，这瞬间可能有部分请求没处理完，有几十M存活对象，这时候在几百M的Survivor可轻松放下，而不会进老年代。这样操作对垂直电商大部分后台业务都能cover。

不同系统运行时情况略不同，但基本上都是在每次YGC后存活几~几十M对象，所以此时在这个参数模板下都能抗住。

只要把内存分配完毕，那对象进入老年代速度就很慢，经过该参数模板在朋友公司全部系统的重新部署和上线，各个团队通过jstat观察，基本上发现各个系统的Full GC都变成了几天才会发生一次。

此时在参数模板里还会加入Compaction相关参数，保证每次Full GC后都会执行一次压缩，解决内存碎片。

如何优化每次Full GC的性能？

就是把每次Full GC时间进一步降低。

• -XX:+CMSParallelInitialMarkEnabled，会在CMS的“初始标记”阶段开启多线程并发执行

  初始标记阶段，会STW，该阶段开启多线程并发后，可尽可能优化该阶段性能，减少STW时间。

• -XX:+CMSScavengeBeforeRemark

  在CMS重新标记阶段前，先尽量执行一次YGC

这样做有什么作用呢？

CMS重新标记也会STW，所以重新标记前，先执行一次YGC，就会回收掉一些年轻代里无人引用的对象。

所以若提前回收掉一些对象，在CMS重新标记阶段就能少扫描一些对象，这就提升CMS重新标记阶段的性能。

-Xms4096M -Xmx4096M -Xmn3072M -Xss1M 
-XX:PermSize=256M
-XX:MaxPermSize=256M
-XX:+UseParNewGC 
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:CMSInitiatingOccupancyFaction=92 
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 
-XX:+CMSParallelInitialMarkEnabled 
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark

采用JVM参数模板后的效果

采用jstat观察JVM GC情况，发现好转，各系统：

• YGC都在几min或十几min一次，每次耗时就几十ms
• Full GC基本都在几天一次，每次耗时在几百ms

JVM达到这个性能就对线上系统没多大影响。