原创

JVM实战(15)——Full GC调优

一、简介

本章将会讲解一个频繁Full GC的案例,示例来自于JVM基础篇中的亿量级计算系统。我们先来回顾下案例。

1.1 案例背景

假设现在生产环境有一套“数据计算系统”,不停地从MySQL等各类数据源提取数据到内存中进行计算,系统是分布式的。

每个节点(机器)每分钟执行100次操作(提取数据并计算,每次操作耗时10s),每次操作1万条数据,每条数据大小为1KB左右,每次操作的数据大小就是10MB:

每台机器的配置是4核8G,JVM分配4G内存,其中新生代1.5G,老年代1.5G。

1.2 内存使用模型估算

每次操作会在Eden区分配10MB对象,以1分钟100次操作来算,那么Eden区1分钟内就会被占满:

二、Full GC调优

每个计算任务处理1万条数据耗时10s,假设此时80个计算任务都结束了,还有20个计算任务共计200MB正在计算中,那么此时200MB对象是存活的,不会被Young GC回收掉:

2.1 扩Survivor

由于任何一块Survivor区只有100MB,所以新生代中这存活的200MB对象会晋升到老年代,然后清空Eden:

如此反复,大约经过7分钟后,也就是经历了7次Young GC,此时大概有1.4G对象在老年代中:

再经过1分钟,也就是第8分钟结束时,新生代又满了,此时发现老年代可用空间已经不足(剩余100MB),比历代平均的晋升对象大小(200MB)要小,所以会直接触发一次Full GC。

Full GC会先把老年代的垃圾回收了(假设能全部回收),然后执行一次Young GC,此时Eden区存活的对象会进入老年代:

按照这种情况,每隔8分钟左右就会发生一次Full GC。Full GC的性能是很差的,所以必须进行优化,最基本的优化思路就是扩大Survivor区的内存,比如扩到200MB。这样基本就能避免对象频繁进入老年代,将Full GC频率降低到几个小时一次。

2.2 采用大内存

上述的示例,是假设系统每天的负载是1亿请求,如果请求量再扩大十倍呢?

参照首节的内存使用模型来估算,每秒中会有100MB左右的数据进入Eden,那么Eden会在10s内就被塞满,触发Young GC

计算任务本身就耗时10s左右,所以直接后果就是,即使进行了Young GC,可能也只能回收掉几百MB数据。那每隔10s,就有1G左右的数据进入老年代,那下一个10s又来1G数据,就会触发Full GC。最终的结果就是每分钟触发好几次Full GC,对于系统来说就是灾难。

所以,针对这个问题,首先要做的显然就是扩内存,比如换成16核32G的机器,Eden分配16G,Survivor各分配2G。那么按每秒加载100MB数据进内存来算,需要2分钟左右才会触发一次YoungGC,而每次Young GC的存活对象也就是几百MB,Survivor区足够容纳。这就避免了对象频繁进入老年代,触发Full GC。

那么,针对这种大内存的机器,我们是否需要用G1作为垃圾回收器呢?

对于本示例中的系统是不需要的,因为这种数据计算系统一般都是离线的,也就是说不和用户直接交互,所以哪怕每隔2分钟进行一次Young GC,每次Young GC耗时1s也没什么影响。

正文到此结束
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