【51CTO.com原创稿件】本文介绍 GC 基础原理和理论，GC 调优方法思路和方法，基于 Hotspot jdk1.8，学习之后你将了解如何对生产系统出现的 GC 问题进行排查解决。
 
内容主要如下：
  GC 基础原理，涉及调优目标，GC 事件分类、JVM 内存分配策略、GC 日志分析等。 CMS 原理及调优。 G1 原理及调优。 GC 问题排查和解决思路。 
 
GC 基础原理
 
GC 调优目标
 
大多数情况下对 Java 程序进行 GC 调优，主要关注两个目标：
  响应速度(Responsiveness)：响应速度指程序或系统对一个请求的响应有多迅速。 
 
比如，用户订单查询响应时间，对响应速度要求很高的系统，较大的停顿时间是不可接受的。调优的重点是在短的时间内快速响应。
  吞吐量(Throughput)：吞吐量关注在一个特定时间段内应用系统的最大工作量。 
 
例如每小时批处理系统能完成的任务数量，在吞吐量方面优化的系统，较长的 GC 停顿时间也是可以接受的，因为高吞吐量应用更关心的是如何尽可能快地完成整个任务，不考虑快速响应用户请求。
 
GC 调优中，GC 导致的应用暂停时间影响系统响应速度，GC 处理线程的 CPU 使用率影响系统吞吐量。
 
GC 分代收集算法
 
现代的垃圾收集器基本都是采用分代收集算法，其主要思想： 将 Java 的堆内存逻辑上分成两块：新生代、老年代，针对不同存活周期、不同大小的对象采取不同的垃圾回收策略。
 

 
新生代(Young Generation)
 
新生代又叫年轻代，大多数对象在新生代中被创建，很多对象的生命周期很短。
 
每次新生代的垃圾回收(又称 Young GC、Minor GC、YGC)后只有少量对象存活，所以使用复制算法，只需少量的复制操作成本就可以完成回收。
 
新生代内又分三个区：一个 Eden 区，两个 Survivor 区(S0、S1，又称From Survivor、To Survivor)，大部分对象在 Eden 区中生成。
 
当 Eden 区满时，还存活的对象将被复制到两个 Survivor 区(中的一个);当这个 Survivor 区满时，此区的存活且不满足晋升到老年代条件的对象将被复制到另外一个 Survivor 区。
 
对象每经历一次复制，年龄加 1，达到晋升年龄阈值后，转移到老年代。
 
老年代(Old Generation)
 
在新生代中经历了 N 次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到老年代，该区域中对象存活率高。老年代的垃圾回收通常使用“标记-整理”算法。
 
GC 事件分类
 
根据垃圾收集回收的区域不同，垃圾收集主要分为：
  Young GC Old GC Full GC Mixed GC 
 
①Young GC
 
新生代内存的垃圾收集事件称为 Young GC(又称 Minor GC)，当 JVM 无法为新对象分配在新生代内存空间时总会触发 Young GC。
 
比如 Eden 区占满时，新对象分配频率越高，Young GC 的频率就越高。
 
Young GC 每次都会引起全线停顿(Stop-The-World)，暂停所有的应用线程，停顿时间相对老年代 GC 造成的停顿，几乎可以忽略不计。
 
②Old GC 、Full GC、Mixed GC
 
Old GC：只清理老年代空间的 GC 事件，只有 CMS 的并发收集是这个模式。
 
Full GC：清理整个堆的 GC 事件，包括新生代、老年代、元空间等 。
 
Mixed GC：清理整个新生代以及部分老年代的 GC，只有 G1 有这个模式。
 
GC 日志分析
 
GC 日志是一个很重要的工具，它准确记录了每一次的 GC 的执行时间和执行结果，通过分析 GC 日志可以调优堆设置和 GC 设置，或者改进应用程序的对象分配模式。
 
开启的 JVM 启动参数如下：
  -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps  -XX:+PrintGCTimeStamps 
 
常见的 Young GC、Full GC 日志含义如下：
 

 

 
免费的 GC 日志图形分析工具推荐下面 2 个：
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