大家好，我是北军。最近，该项目一直在运行性能测试。看到程序的MinorGC频率变高了，每分钟的GC时间变长了，心里总忐忑不安，过一会又不会503了。前言对于Java程序员来说，GC永远是一个绕不过去的知识点，总会有用到这些内容的时刻。只是用的时候书少，需要优化GC的时候，看GC的每一步细节，很难快速完成任务。本文内容只是干货满满，可以说是立马拿来用。现在我们废话少说，走吧。一、GC算法的种类目前，OpenJDK中有几种常见的GC算法。SerialGCParallelGCCMSGC(ConcurrentMark&Sweep)G1GCZGC目前大多数人使用Java8.如果没有明确指定GC算法，Java8将使用默认的ParallelGC。从Java9开始，默认的GC是G1GC算法。Java17默认也是G1GC，个别版本会略有不同。以下是常见的GC算法使用命令。GCAlgorithmJVMargumentSerialGC-XX:+UseSerialGCParallelGC-XX:+UseParallelGCCMSGC-XX:+UseConcMarkSweepGCG1GC-XX:+UseG1GCZGC-XX:+UseZGC网上大部分人都称赞ZGC算法的性能，如果你使用Java11或者以上版本，再考虑使用ZGC。但是，包括笔者在内的大部分同学已经长期在Java8中无法自拔，所以本文将避开ZGC。2.JVM的一些重要参数JVM中的参数分为3类：标准参数（-），所有的JVM都必须实现这些参数的功能，并且必须向后兼容。java-version(-X)等非标准参数，默认JVM实现了这些功能，不保证所有JVM都能使用，不向下兼容。Non-Stableparameters(-XX)，这些参数对于每个JVM实现都会有所不同，以后可能会取消，需要谨慎使用关于非标准参数，我们可以使用java-X命令来查找这些参数，-Xmn新生代内存大小，包括E区和两个S区，使用方法如下：-Xmn65535、-Xmn2048k、-Xmn512m、-Xmn2g（-Xms、-Xmx也写法相同）-XmsInitialheapsize，堆大小的最小值，默认值为物理内存的1/64（小于1G），默认情况下，如果堆中可用内存小于40%（调整参数-X:MinHeapFreeRatio=40)、堆内存会开始增加，直到-Xmx的大小-Xmx堆的最大值，默认是物理内存的1/64。如果不设置Xms和Xmx，则两者大小相同。默认情况下，当堆中可用内存大于70%时（调整参数-X:MaxHeapFreeRatio=70），堆内存会开始减少，直到达到-Xms大小-Xss线程栈内存，默认为1m，如果项目使用过多的lombok，编译时可能会出现stackoverflow，需要多配置一点stackmemory。-XX:MaxTeurningThreashold新生代存活对象晋升到老年代的年龄阈值。对象头使用4位来存储age，所以最大值为15。默认值为15。如果年轻代垃圾回收后一段时间内内存使用率保持在一定的高水平，之后会恢复正常一段时间。那么可以适当降低年龄阈值，让存活的对象更早进入老年代，提高年轻代的可用性。3.哪个GC最合适？由于大部分同学使用的是Java8，所以肯定会在ParallelGC和G1GC之间做出选择。关于哪种GC最合适，下面我们分别来看一下。3.1如果选择Para??llelGCParallelGC是Java8默认的GC算法。对于新生代，它使用ParallelScavenge（复制算法），而老年代的垃圾回收则不同。有两种组合：使用-XX:UseParallelGC参数，新生代使用ParallelScavenge垃圾回收算法，老年代使用PSMarkSweep（SerialOld）垃圾回收算法（mark-sort算法）。使用-XX:UseParallelOldGC参数，新生代使用ParallelScavenge垃圾回收算法，老年代使用ParallelOld垃圾回收算法（标记排序算法）。3.1.1ParallelScavengeParallelScavenge是新一代的并行收集器，使用了复制算法。主要关注的是吞吐量，它是JVM运行时花费的非垃圾收集时间的百分比。ParallelScavenge收集器有两个控制吞吐量的重要参数：最大停顿时间-XX:MaxGCPauseMills=100其值大于0毫秒，垃圾收集器会尽量保证回收时间不超过设定值，但不会。越小越好，如果设置的太小，GC的频率会增加，吞吐量会降低。控制吞吐量大小-XX:GCTimeRatio=99其值为0到100的整数，表示吞吐量。默认值为99，表示允许1%的垃圾回收时间。-XX:UseAdaptiveSizePolicy自动调整新生代的大小比例启用该参数后，JVM会根据当前系统运行状态收集监控信息，动态调整新生代的比例等。如果设置了该参数，则无需设置新生代大小、Eden、S0/S1比例等参数。3.1.2ParallelOldParallelOld是负责FullGC的老年代垃圾收集器。它是一个并行垃圾收集器。在对年老代进行排序时，是基于“标记-排序”算法。ParallelOld算法分为三个部分。Mark：将老年代的内存分成多个连续的固定大小的Region。标记存活对象后，统计每个Region中存活对象的数量。在Mark阶段，所有从GCRoots直接可达的对象被串行标记，所有存活的对象被并行标记。总结：一个Region的密度=存活对象的内存大小/Region内存大小。Summary阶段会从左到右计算每个Region的密度，然后找到一个平衡点。这个平衡点左边的Region不会进入下一个。在恢复阶段，另一边的Region需要进入下一阶段进行恢复。相当于只回收部分Region，Summary阶段是一个串行执行阶段。Compaction：利用Summary阶段的统计数据，对需要整理的部分使用“整理”算法。-XX:+ScavengeBeforeFullGCScavengeBeforeFullGC是ParallelGC中的一个参数，默认开启。它的作用是在FullGC之前触发YoungGC清理新生代，从而减少FullGC时STW的耗时。3.1.3ParallelGC调优ParallelGC会尽量满足以下目标：（优先级从高到低）MaximumPauseTimeTargetThroughputTargetMinimumMovingTarget对于ParallelGC调优，目标应该是尽量避免FullGC，这需要优化对象老化的频率。使用ParallelGC时，垃圾回收的资源开销应该小于5%。如果已经降低到百分之一甚至更少，基本就达到了极限。Survivor调优：ParallelGC可以自动调整Survivor空间。大多数程序可以使用自动调整来满足要求。个别应用程序可以关闭自动调整并在必要时执行手动调整。-Xmn1024m//新生代大小-XX:-UseAdaptiveSizePolicy//关闭自适应调整-XX:SurvivorRatio可以调整新生代中Survivor和Eden的比例，例如-XX:SurvivorRatio=6表示S(From):S(To):伊甸园=1:1:6。它的默认值是8。如果GC频率太高，整体年轻代太小，可以增加年轻代的大小，从而降低YoungGC的频率和占用时间。可以减小SurvivorRatio的值，在整个新生代不变的情况下，增加Survivor区域的大小（From和To同时增加）。一般情况下，Eden区域的大小应该比Survivor大很多。如果在一次YoungGC之后会有大量的对象被回收清理，那么新生代中Eden:From:To的比例是8:1:1比较合适。如果大部分对象的age超过1，即需要在Survivor的From和To中来回切换几次才能被回收，那么此时可以适当增加Survivor区的空间，空间在Survivor中可以使用速率增加来防止对象增长过快而被移动到老年代，从而导致FullGC。-XX:-UseAdaptiveSizePolicy//需要关闭Survivor适配-XX:TargetSurvivorRatio=
