一、開啟GC日志

1、在Tomcat 的安裝路徑下，找到bin/catalina.sh 加上下面的配置，具體參數(shù)，自己配置：

[root@centos7 tomcat]# vim bin/catalina.sh

2、重啟tomcat

[root@centos7 ~]# systemctl restart tomcat

3、查看GC日志

[root@centos7 ~]# cat /usr/local/tomcat/logs/tomcat_gc.log

若只是使用，搞懂配置，只需看第二、三、四即可；若想更深入的了解GC，請詳細看完~

二、GC日志分析

GC 日志分析，需使用windows 的GC日志分析工具gchisto；

gchisto 工具的源下載地址：http://xz.jb51.net:81/201806/yuanma/GChisto_jb51.rar

1、windows 安裝java 環(huán)境

（1）去官網(wǎng)下載自己想要的JDK版本

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

下載，必須點擊同意協(xié)議

（2）安裝JDK1.8版本

設(shè)置自己的安裝路徑，取消公告JRE

（3）設(shè)置3個環(huán)境變量

① 找到自己安裝jdk的bin路徑，我的安裝路徑是 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_171

② 在高級系統(tǒng)設(shè)置--->環(huán)境變量--->新建

新建2個環(huán)境變量：

JAVA_HOME

CLASSPATH

修改一個變量：Path

（4）安裝完畢，測試

java、javac、java -version 三個命令會有以下效果

2、運行g(shù)chisto，分析gc日志

（1）運行g(shù)chisto

解包后，打開cmd命令行，執(zhí)行下邊的命令，注意：自己解包后gchisto的路徑

>java -jar D:\gchisto-master\release\GCHisto-java8.jar

（2）打開后效果

（3）分析Tomcat 的gc 日志

① 將linux 下的tomcat 日志sz 到windows 上；

② 導入gchisto中；

③ 查看效果

三、選項參數(shù)詳解

1、堆大小設(shè)置

① -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

　　-Xmx3550m：設(shè)置JVM最大可用內(nèi)存為3550M。

　　-Xms3550m：設(shè)置JVM初始內(nèi)存為3550m。此值可以設(shè)置與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內(nèi)存。

　　-Xmn2g：設(shè)置年輕代大小為2G。整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小為64m，所以增大年輕代后，將會減小年老代大小。此值對系統(tǒng)性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個堆的3/8。

　　-Xss128k： 設(shè)置每個線程的堆棧大小。JDK5.0以后每個線程堆棧大小為1M，以前每個線程堆棧大小為256K。更具應用的線程所需內(nèi)存大小進行調(diào)整。在相同物理內(nèi)存下，減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統(tǒng)對一個進程內(nèi)的線程數(shù)還是有限制的，不能無限生成，經(jīng)驗值在3000~5000左右。

② -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0

　　-XX:NewRatio=4：設(shè)置年輕代（包括Eden和兩個Survivor區(qū)）與年老代的比值（除去持久代）。設(shè)置為4，則年輕代與年老代所占比值為1：4，年輕代占整個堆棧的1/5

　　-XX:SurvivorRatio=4：設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的大小比值。設(shè)置為4，則兩個Survivor區(qū)與一個Eden區(qū)的比值為2:4，一個Survivor區(qū)占整個年輕代的1/6

　　-XX:PermSize：設(shè)置永久代(perm gen)初始值。默認值為物理內(nèi)存的1/64。

　　-XX:MaxPermSize：設(shè)置持久代最大值。物理內(nèi)存的1/4。

　　-XX:MaxTenuringThreshold=0：設(shè)置垃圾最大年齡。如果設(shè)置為0的話，則年輕代對象不經(jīng)過Survivor區(qū)，直接進入年老代。對于年老代比較多的應用，可以提高效率。如果將此值設(shè)置為一個較大值，則年輕代對象會在Survivor區(qū)進行多次復制，這樣可以增加對象再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概論。

2、回收器選擇

（1）吞吐量優(yōu)先的并行收集器

① -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20

　　-XX:+UseParallelGC：選擇垃圾收集器為并行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下，年輕代使用并發(fā)收集，而年老代仍舊使用串行收集。

　　-XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的線程數(shù)，即：同時多少個線程一起進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數(shù)目相等。

② -XX:+UseParallelOldGC

　　-XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式為并行收集。JDK6.0支持對年老代并行收集。

③ -XX:MaxGCPauseMillis=100

　　-XX:MaxGCPauseMillis=100：設(shè)置每次年輕代垃圾回收的最長時間，如果無法滿足此時間，JVM會自動調(diào)整年輕代大小，以滿足此值。

④ -XX:+UseAdaptiveSizePolicy

　　-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：設(shè)置此選項后，并行收集器會自動選擇年輕代區(qū)大小和相應的Survivor區(qū)比例，以達到目標系統(tǒng)規(guī)定的最低相應時間或者收集頻率等，此值建議使用并行收集器時，一直打開。

（2）響應時間優(yōu)先的并發(fā)收集器

① -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

　　-XX:+UseConcMarkSweepGC：設(shè)置年老代為并發(fā)收集。測試中配置這個以后，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此時年輕代大小最好用-Xmn設(shè)置。

　　-XX:+UseParNewGC：設(shè)置年輕代為并行收集?？膳cCMS收集同時使用。JDK5.0以上，JVM會根據(jù)系統(tǒng)配置自行設(shè)置，所以無需再設(shè)置此值。

② -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

　　-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：由于并發(fā)收集器不對內(nèi)存空間進行壓縮、整理，所以運行一段時間以后會產(chǎn)生"碎片"，使得運行效率降低。此值設(shè)置運行多少次GC以后對內(nèi)存空間進行壓縮、整理。

　　-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打開對年老代的壓縮。可能會影響性能，但是可以消除碎片

3、輔助信息

JVM提供了大量命令行參數(shù)，打印信息，供調(diào)試使用。主要有以下一些：

① -XX:+PrintGC

　　輸出形式：

　　[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]

　　[Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

② -XX:+PrintGCDetails

　　輸出形式：

　　[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs]

　　[GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

③ -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可與上面兩個混合使用

　　輸出形式：

　　11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

④ -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime:打印每次垃圾回收前，程序未中斷的執(zhí)行時間?？膳c上面混合使用

　　輸出形式：

　　Application time: 0.5291524 seconds

⑤ -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印垃圾回收期間程序暫停的時間。可與上面混合使用

　　輸出形式：

　　Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds

⑥ -XX:PrintHeapAtGC:打印GC前后的詳細堆棧信息

　　輸出形式：

　　34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:

　　def new generation total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)

　　eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)

　　from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)

　　to space 6144K, 0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)

　　tenured generation total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)

　　the space 69632K, 3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)

　　compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)

　　the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)

　　ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)

　　rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)

　　34.735: [DefNew: 52568K->3433K(55296K), 0.0072126 secs] 55264K->6615K(124928K)Heap after gc invocations=8:

　　def new generation total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)

　　eden space 49152K, 0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)

　　from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)

　　to space 6144K, 0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)

　　tenured generation total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)

　　the space 69632K, 4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)

　　compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)

　　the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)

　　ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)

　　rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)

　　}

　　, 0.0757599 secs]

⑦ -Xloggc:filename:與上面幾個配合使用，把相關(guān)日志信息記錄到文件以便分析。

四、常見配置匯總

1、堆設(shè)置

① -Xms:初始堆大小

② -Xmx:最大堆大小

③ -XX:NewSize=n:設(shè)置年輕代大小

④ -XX:NewRatio=n:設(shè)置年輕代和年老代的比值。如:為3，表示年輕代與年老代比值為1：3，年輕代占整個年輕代年老代和的1/4

⑤ -XX:SurvivorRatio=n:年輕代中Eden區(qū)與兩個Survivor區(qū)的比值。注意Survivor區(qū)有兩個。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一個Survivor區(qū)占整個年輕代的1/5

⑥ -XX:MaxPermSize=n:設(shè)置持久代大小

2、收集器設(shè)置

① -XX:+UseSerialGC:設(shè)置串行收集器

② -XX:+UseParallelGC:設(shè)置并行收集器

③ -XX:+UseParalledlOldGC:設(shè)置并行年老代收集器

④ -XX:+UseConcMarkSweepGC:設(shè)置并發(fā)收集器

3、垃圾回收統(tǒng)計信息

① -XX:+PrintGC

② -XX:+PrintGCDetails

③ -XX:+PrintGCTimeStamps

④ -Xloggc:filename

4、并行收集器設(shè)置

① -XX:ParallelGCThreads=n:設(shè)置并行收集器收集時使用的CPU數(shù)。并行收集線程數(shù)。

② -XX:MaxGCPauseMillis=n:設(shè)置并行收集最大暫停時間

③ -XX:GCTimeRatio=n:設(shè)置垃圾回收時間占程序運行時間的百分比。公式為1/(1+n)

5、并發(fā)收集器設(shè)置

① -XX:+CMSIncrementalMode:設(shè)置為增量模式。適用于單CPU情況。

② -XX:ParallelGCThreads=n:設(shè)置并發(fā)收集器年輕代收集方式為并行收集時，使用的CPU數(shù)。并行收集線程數(shù)。

五、調(diào)優(yōu)總結(jié)

1、年輕代大小選擇

① 響應時間優(yōu)先的應用：盡可能設(shè)大，直到接近系統(tǒng)的最低響應時間限制（根據(jù)實際情況選擇）。在此種情況下，年輕代收集發(fā)生的頻率也是最小的。同時，減少到達年老代的對象。

② 吞吐量優(yōu)先的應用：盡可能的設(shè)置大，可能到達Gbit的程度。因為對響應時間沒有要求，垃圾收集可以并行進行，一般適合8CPU以上的應用。

2、年老代大小選擇

① 響應時間優(yōu)先的應用：年老代使用并發(fā)收集器，所以其大小需要小心設(shè)置，一般要考慮并發(fā)會話率和會話持續(xù)時間等一些參數(shù)。如果堆設(shè)置小了，可以會造成內(nèi)存碎片、高回收頻率以及應用暫停而使用傳統(tǒng)的標記清除方式；如果堆大了，則需要較長的收集時間。最優(yōu)化的方案，一般需要參考以下數(shù)據(jù)獲得：

并發(fā)垃圾收集信息

持久代并發(fā)收集次數(shù)

傳統(tǒng)GC信息

花在年輕代和年老代回收上的時間比例

減少年輕代和年老代花費的時間，一般會提高應用的效率

② 吞吐量優(yōu)先的應用：一般吞吐量優(yōu)先的應用都有一個很大的年輕代和一個較小的年老代。原因是，這樣可以盡可能回收掉大部分短期對象，減少中期的對象，而年老代盡存放長期存活對象。

3、較小堆引起的碎片問題

因為年老代的并發(fā)收集器使用標記、清除算法，所以不會對堆進行壓縮。當收集器回收時，他會把相鄰的空間進行合并，這樣可以分配給較大的對象。但是，當堆空間 較小時，運行一段時間以后，就會出現(xiàn)"碎片"，如果并發(fā)收集器找不到足夠的空間，那么并發(fā)收集器將會停止，然后使用傳統(tǒng)的標記、清除方式進行回收。如果出 現(xiàn)"碎片"，可能需要進行如下配置：

① -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用并發(fā)收集器時，開啟對年老代的壓縮。

② -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置開啟的情況下，這里設(shè)置多少次Full GC后，對年老代進行壓縮

六、相關(guān)概念

1、分代垃圾回收詳述

（1）Young（年輕代）

　　年輕代分三個區(qū)。一個Eden區(qū)，兩個Survivor區(qū)。大部分對象在Eden區(qū)中生成。當Eden區(qū)滿時，還存活的對象將被復制到Survivor區(qū) （兩個中的一個），當這個Survivor區(qū)滿時，此區(qū)的存活對象將被復制到另外一個Survivor區(qū)，當這個Survivor去也滿了的時候，從第一 個Survivor區(qū)復制過來的并且此時還存活的對象，將被復制"年老區(qū)(Tenured)"。需要注意，Survivor的兩個區(qū)是對稱的，沒先后關(guān)系，所以同一個區(qū)中可能同時存在從Eden復制過來 對象，和從前一個Survivor復制過來的對象，而復制到年老區(qū)的只有從第一個Survivor去過來的對象。而且，Survivor區(qū)總有一個是空 的。

（2）Tenured（年老代）

　　年老代存放從年輕代存活的對象。一般來說年老代存放的都是生命期較長的對象。

（3）Perm（持久代）

　　用于存放靜態(tài)文件，如今Java類、方法等。持久代對垃圾回收沒有顯著影響，但是有些應用可能動態(tài)生成或者調(diào)用一些class，例如Hibernate等， 在這種時候需要設(shè)置一個比較大的持久代空間來存放這些運行過程中新增的類。持久代大小通過-XX:MaxPermSize=進行設(shè)置。

2、GC類型

GC有兩種類型：Scavenge GC和Full GC。

（1）Scavenge GC

　　一般情況下，當新對象生成，并且在Eden申請空間失敗時，就好觸發(fā)Scavenge GC，堆Eden區(qū)域進行GC，清除非存活對象，并且把尚且存活的對象移動到Survivor區(qū)。然后整理Survivor的兩個區(qū)。

（2）Full GC

　　對整個堆進行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC比Scavenge GC要慢，因此應該盡可能減少Full GC。有如下原因可能導致Full GC：

1. Tenured被寫滿
2. Perm域被寫滿
3. System.gc()被顯示調(diào)用
4. 上一次GC之后Heap的各域分配策略動態(tài)變化

3、垃圾回收器

目前的收集器主要有三種：串行收集器、并行收集器、并發(fā)收集器。

（1）串行收集器

　　使用單線程處理所有垃圾回收工作，因為無需多線程交互，所以效率比較高。但是，也無法使用多處理器的優(yōu)勢，所以此收集器適合單處理器機器。當然，此收集器也可以用在小數(shù)據(jù)量（100M左右）情況下的多處理器機器上?？梢允褂?XX:+UseSerialGC打開。

（2）并行收集器

對年輕代進行并行垃圾回收，因此可以減少垃圾回收時間。一般在多線程多處理器機器上使用。使用-XX:+UseParallelGC.打開。并行收集器在J2SE5.0第六6更新上引入，在Java SE6.0中進行了增強--可以堆年老代進行并行收集。如果年老代不使用并發(fā)收集的話，是使用單線程進行垃圾回收，因此會制約擴展能力。使用-XX:+UseParallelOldGC打開。

使用-XX:ParallelGCThreads=設(shè)置并行垃圾回收的線程數(shù)。此值可以設(shè)置與機器處理器數(shù)量相等。

此收集器可以進行如下配置：

1. 最大垃圾回收暫停：指定垃圾回收時的最長暫停時間，通過-XX:MaxGCPauseMillis=指定。為毫秒.如果指定了此值的話，堆大小和垃圾回收相關(guān)參數(shù)會進行調(diào)整以達到指定值。設(shè)定此值可能會減少應用的吞吐量。
2. 吞吐量：吞吐量為垃圾回收時間與非垃圾回收時間的比值，通過-XX:GCTimeRatio=來設(shè)定，公式為1/（1+N）。例如，-XX:GCTimeRatio=19時，表示5%的時間用于垃圾回收。默認情況為99，即1%的時間用于垃圾回收。

（3）并發(fā)收集器

可以保證大部分工作都并發(fā)進行（應用不停止），垃圾回收只暫停很少的時間，此收集器適合對響應時間要求比較高的中、大規(guī)模應用。使用-XX:+UseConcMarkSweepGC打開。

1. 并發(fā)收集器主要減少年老代的暫停時間，他在應用不停止的情況下使用獨立的垃圾回收線程，跟蹤可達對象。在每個年老代垃圾回收周期中，在收集初期并發(fā)收集器會 對整個應用進行簡短的暫停，在收集中還會再暫停一次。第二次暫停會比第一次稍長，在此過程中多個線程同時進行垃圾回收工作。
2. 并發(fā)收集器使用處理器換來短暫的停頓時間。在一個N個處理器的系統(tǒng)上，并發(fā)收集部分使用K/N個可用處理器進行回收，一般情況下1<=K<=N/4。
3. 在只有一個處理器的主機上使用并發(fā)收集器，設(shè)置為incremental mode模式也可獲得較短的停頓時間。
4. 浮動垃圾：由于在應用運行的同時進行垃圾回收，所以有些垃圾可能在垃圾回收進行完成時產(chǎn)生，這樣就造成了"Floating Garbage"，這些垃圾需要在下次垃圾回收周期時才能回收掉。所以，并發(fā)收集器一般需要20%的預留空間用于這些浮動垃圾。
5. Concurrent Mode Failure：并發(fā)收集器在應用運行時進行收集，所以需要保證堆在垃圾回收的這段時間有足夠的空間供程序使用，否則，垃圾回收還未完成，堆空間先滿了。這種情況下將會發(fā)生"并發(fā)模式失敗"，此時整個應用將會暫停，進行垃圾回收。
6. 啟動并發(fā)收集器：因為并發(fā)收集在應用運行時進行收集，所以必須保證收集完成之前有足夠的內(nèi)存空間供程序使用，否則會出現(xiàn)"Concurrent Mode Failure"。通過設(shè)置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=指定還有多少剩余堆時開始執(zhí)行并發(fā)收集

（4）小結(jié)

① 串行處理器：

--適用情況：數(shù)據(jù)量比較?。?00M左右）；單處理器下并且對響應時間無要求的應用。

--缺點：只能用于小型應用

② 并行處理器：

--適用情況："對吞吐量有高要求"，多CPU、對應用響應時間無要求的中、大型應用。舉例：后臺處理、科學計算。

--缺點：應用響應時間可能較長

③ 并發(fā)處理器：

--適用情況："對響應時間有高要求"，多CPU、對應用響應時間有較高要求的中、大型應用。舉例：Web服務器/應用服務器、電信交換、集成開發(fā)環(huán)境。

4、基本回收算法

（1）引用計數(shù)（Reference Counting）

比較古老的回收算法。原理是此對象有一個引用，即增加一個計數(shù)，刪除一個引用則減少一個計數(shù)。垃圾回收時，只用收集計數(shù)為0的對象。此算法最致命的是無法處理循環(huán)引用的問題。

（2）標記-清除（Mark-Sweep）

此算法執(zhí)行分兩階段。第一階段從引用根節(jié)點開始標記所有被引用的對象，第二階段遍歷整個堆，把未標記的對象清除。此算法需要暫停整個應用，同時，會產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

（3）復制（Copying）

此算法把內(nèi)存空間劃為兩個相等的區(qū)域，每次只使用其中一個區(qū)域。垃圾回收時，遍歷當前使用區(qū)域，把正在使用中的對象復制到另外一個區(qū)域中。次算法每次只處理 正在使用中的對象，因此復制成本比較小，同時復制過去以后還能進行相應的內(nèi)存整理，不過出現(xiàn)"碎片"問題。當然，此算法的缺點也是很明顯的，就是需要兩倍 內(nèi)存空間。

（4）標記-整理（Mark-Compact）

此算法結(jié)合了"標記-清除"和"復 制"兩個算法的優(yōu)點。也是分兩階段，第一階段從根節(jié)點開始標記所有被引用對象，第二階段遍歷整個堆，把清除未標記對象并且把存活對象"壓縮"到堆的其中一 塊，按順序排放。此算法避免了"標記-清除"的碎片問題，同時也避免了"復制"算法的空間問題。

（5）增量收集（Incremental Collecting）

實施垃圾回收算法，即：在應用進行的同時進行垃圾回收。不知道什么原因JDK5.0中的收集器沒有使用這種算法的。

（6）分代（Generational Collecting）

基于對對象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把對象分為年青代、年老代、持久代，對不同生命周期的對象使用不同的算法（上述方式中的一個）進行回收。現(xiàn)在的垃圾回收器（從J2SE1.2開始）都是使用此算法的。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。