jvm系列:Java GC 分析
Java GC就是JVM記錄儀，書畫了JVM各個分區的表演。
什麽是 Java GC
Java GC（Garbage Collection，垃圾收集，垃圾回收）機制，是Java與C++/C的主要區別之一，作為Java開發者，一般不需要專門編寫內存回收和垃圾清理代碼，對內存泄露和溢出的問題，也不需要像C程序員那樣戰戰兢兢。這是因為在Java虛擬機中，存在自動內存管理和垃圾清掃機制。概括地說，該機制對JVM（Java Virtual Machine）中的內存進行標記，並確定哪些內存需要回收，根據一定的回收策略，自動的回收內存，永不停息（Nerver Stop）的保證JVM中的內存空間，防止出現內存泄露和溢出問題。
在Java語言出現之前，就有GC機制的存在，如Lisp語言），Java GC機制已經日臻完善，幾乎可以自動的為我們做絕大多數的事情。然而，如果我們從事較大型的應用軟件開發，曾經出現過內存優化的需求，就必定要研究Java GC機制。
簡單總結一下，Java GC就是通過GC收集器回收不在存活的對象，保證JVM更加高效的運轉。如果不了解GC算法和垃圾回收器可以參考這篇文章：jvm系列(三):GC算法 垃圾收集器。
如何獲取 Java GC日誌
一般情況可以通過兩種方式來獲取GC日誌，一種是使用命令動態查看，一種是在容器中設置相關參數打印GC日誌。
命令動態查看
Java 自動的工具行命令，jstat可以用來動態監控JVM內存的使用，統計垃圾回收的各項信息。
比如常用命令，jstat -gc 統計垃圾回收堆的行為
$ jstat -gc 1262
S0C S1C S0U S1U EC EU OC OU PC PU YGC YGCT FGC FGCT GCT
26112.0 24064.0 6562.5 0.0 564224.0 76274.5 434176.0 388518.3 524288.0 42724.7 320 6.417 1 0.398 6.815也可以設置間隔固定時間來打印：
$ jstat -gc 1262 2000 20這個命令意思就是每隔2000ms輸出1262的gc情況，一共輸出20次
更詳細的內容參考這篇文章：jvm系列(四):jvm調優-命令篇
GC參數
JVM的GC日誌的主要參數包括如下幾個：
-XX:+PrintGC輸出GC日誌-XX:+PrintGCDetails輸出GC的詳細日誌-XX:+PrintGCTimeStamps輸出GC的時間戳（以基準時間的形式）-XX:+PrintGCDateStamps輸出GC的時間戳（以日期的形式，如 2017-09-04T21:53:59.234+0800）-XX:+PrintHeapAtGC在進行GC的前後打印出堆的信息-Xloggc:../logs/gc.log日誌文件的輸出路徑
在生產環境中，根據需要配置相應的參數來監控JVM運行情況。
Tomcat 設置示例
我們經常在tomcat的啟動參數中添加JVM相關參數，這裏有一個典型的示例：
JAVA_OPTS="-server -Xms2000m -Xmx2000m -Xmn800m -XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=256m -XX:SurvivorRatio=4
-verbose:gc -Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log
-Djava.awt.headless=true
-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails
-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=600000 -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=600000
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:MaxTenuringThreshold=15"根據上面的參數我們來做一下解析：
-
-Xms2000m -Xmx2000m -Xmn800m -XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=256m
Xms，即為jvm啟動時得JVM初始堆大小,Xmx為jvm的最大堆大小，xmn為新生代的大小，permsize為永久代的初始大小，MaxPermSize為永久代的最大空間。 -
-XX:SurvivorRatio=4
SurvivorRatio為新生代空間中的Eden區和救助空間Survivor區的大小比值，默認是8，則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:8,一個Survivor區占整個年輕代的1/10。調小這個參數將增大survivor區，讓對象盡量在survitor區呆長一點，減少進入年老代的對象。去掉救助空間的想法是讓大部分不能馬上回收的數據盡快進入年老代，加快年老代的回收頻率，減少年老代暴漲的可能性，這個是通過將-XX:SurvivorRatio 設置成比較大的值（比如65536)來做到。 -
-verbose:gc -Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log
將虛擬機每次垃圾回收的信息寫到日誌文件中，文件名由file指定，文件格式是平文件，內容和-verbose:gc輸出內容相同。 -
-Djava.awt.headless=true
Headless模式是系統的一種配置模式。在該模式下，系統缺少了顯示設備、鍵盤或鼠標。 -
-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails
設置gc日誌的格式 -
-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=600000 -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=600000
指定rmi調用時gc的時間間隔 -
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:MaxTenuringThreshold=15
采用並發gc方式，經過15次minor gc 後進入年老代
如何分析GC日誌
摘錄GC日誌一部分
Young GC回收日誌:
2016-07-05T10:43:18.093+0800: 25.395: [GC [PSYoungGen: 274931K->10738K(274944K)] 371093K->147186K(450048K), 0.0668480 secs] [Times: user=0.17 sys=0.08, real=0.07 secs]Full GC回收日誌:
2016-07-05T10:43:18.160+0800: 25.462: [Full GC [PSYoungGen: 10738K->0K(274944K)] [ParOldGen: 136447K->140379K(302592K)] 147186K->140379K(577536K) [PSPermGen: 85411K->85376K(171008K)], 0.6763541 secs] [Times: user=1.75 sys=0.02, real=0.68 secs]通過上面日誌分析得出，PSYoungGen、ParOldGen、PSPermGen屬於Parallel收集器。其中PSYoungGen表示gc回收前後年輕代的內存變化；ParOldGen表示gc回收前後老年代的內存變化；PSPermGen表示gc回收前後永久區的內存變化。young gc 主要是針對年輕代進行內存回收比較頻繁，耗時短；full gc 會對整個堆內存進行回城，耗時長，因此一般盡量減少full gc的次數
通過兩張圖非常明顯看出gc日誌構成：
Young GC日誌:
Full GC日誌:
GC分析工具
GChisto
GChisto是一款專業分析gc日誌的工具，可以通過gc日誌來分析：Minor GC、full gc的時間、頻率等等，通過列表、報表、圖表等不同的形式來反應gc的情況。雖然界面略顯粗糙，但是功能還是不錯的。
配置好本地的jdk環境之後，雙擊GChisto.jar,在彈出的輸入框中點擊 add 選擇gc.log日誌
- GC Pause Stats:可以查看GC 的次數、GC的時間、GC的開銷、最大GC時間和最小GC時間等，以及相應的柱狀圖
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GC Pause Distribution:查看GC停頓的詳細分布，x軸表示垃圾收集停頓時間，y軸表示是停頓次數。
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GC Timeline：顯示整個時間線上的垃圾收集
不過這款工具已經不再維護
GC Easy
這是一個web工具,在線使用非常方便.
地址: http://gceasy.io
進入官網，講打包好的zip或者gz為後綴的壓縮包上傳，過一會就會拿到分析結果。
推薦使用此工具進行gc分析。
jvm系列:Java GC 分析