概要

JVM排查工具的实践
permG与方法区
permG与Metaspace

记第一次使用jvm排查工具实践的过程，以及在过程中，发现之前对永久代和方法区的概念理解有模糊混淆的地方。

jstat

jstat是JDK自带的查看heap的内存和垃圾回收情况工具。

常用option

jstat -gc、jstat -gcutil gc统计
例如：

先用jps -l 或者 ps -ef | grep java 找到java程序 [pid]

image.png

ps里显示的7078是java进程的pid，2284是ppid，对应着jps里的2844 com.intellij.idea.Main

jstat -gc [pid] 1000 10（表示显示pid的gc信息，没1s打印一次，一共10次）

jstat -gc

option：

S0C 年轻代第一个survivor区的容量
S1C 年轻代第二个survivor区的容量
S0U 年轻代第一个survivor区的已用空间（字节）
S1U 年轻代第一个survivor区的已用空间（字节）
EC 年轻代eden区的容量
EU 年轻代eden区的已用空间
OC 老年代的容量
OU 老年代的已用空间
MC 元空间(Metaspace)的容量
MU 元空间的已用空间
CCSC 压缩的类空间容量
CCSU 压缩的类空间已用空间
YGC 年轻代垃圾回收事件的数量
YGCT 年轻代垃圾回收时间
FGC Full GC事件数量
FGCT Full GC时间
GCT GC总时间

jstat -gcutil

S0 — Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比
S1 — Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比
E — Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比
O — Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比
M — 元数据区已使用空间的百分比
YGC — 从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数
YGCT– 从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)
FGC — 从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数
FGCT– 从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)
GCT — 从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒)

jdk1.7之前的pc pu已经不见了，随之代替的是MC、MU，指的是MetaSpace(元数据空间)容量和已经使用的容量。JDK1.8以后，permG(永久代的移除)，新增了Metaspace的概念，下面对我之前的两个疑问：

永久代和方法区是否是一个概念
为什么要移除永久代，取而代之的元空间又是怎样的

永久代和方法区

方法区只是JVM规范中定义的一个概念

是一个逻辑分区概念，物理分区上看具体实现

方法区分为class文件常量池、运行时常量池，存储类信息、常量池、静态变量、JIT编译后的代码等数据；而根据虚拟机的不同实现，方法区具体放置位置都不尽相同。

永久代是Hotspot虚拟机特有的概念

jdk7之前（不包括7），方法区里除了JIT编译相关的一些数据(存储在native memory)外，都存储在永久代里，jdk7已经将部分元数据进行了迁移，而到了jdk8，永久代已经移除，取而代之的是元数据空间。

Metaspace

为什么要移除永久代

永久代是一片连续的堆空间，在JVM启动之前通过在命令行设置参数-XX:MaxPermSize来设定永久代最大可分配的内存空间，默认大小是64M（64位JVM由于指针膨胀，默认是85M）。永久代的垃圾收集是和老年代(old generation)捆绑在一起的，因此无论谁满了，都会触发永久代和老年代的垃圾收集。当JVM加载的类信息容量超过了参数-XX：MaxPermSize设定的值时，应用将会报OOM的错误

上面这段话摘自网上，永久代里存储的元数据信息也会FullGC掉，但是存在的一个问题就是永久代的空间我们很难确定，依赖JVM加载的class的总数，常量池的大小，方法的大小等。

那Metaspace如何解决这个问题的呢?

Metaspace组成

Klass Metaspace:Klass Metaspace就是用来存klass的，klass是我们熟知的class文件在jvm里的运行时数据结构，不过有点要提的是我们看到的类似A.class其实是存在heap里的，是java.lang.Class的一个对象实例。这块内存是紧接着Heap的，和我们之前的perm一样，这块内存大小可通过-XX:CompressedClassSpaceSize参数来控制，这个参数前面提到了默认是1G，但是这块内存也可以没有，假如没有开启压缩指针就不会有这块内存，这种情况下klass都会存在NoKlass Metaspace里，另外如果我们把-Xmx设置大于32G的话，其实也是没有这块内存的，因为会这么大内存会关闭压缩指针开关。还有就是这块内存最多只会存在一块。
NoKlass Metaspace:NoKlass Metaspace专门来存klass相关的其他的内容，比如method，constantPool等，这块内存是由多块内存组合起来的，所以可以认为是不连续的内存块组成的。这块内存是必须的，虽然叫做NoKlass Metaspace，但是也其实可以存klass的内容，上面已经提到了对应场景。

Metaspace内存分配

//todo

Metaspace与永久代的区别

元数据空间是存储在native memory上，而永久代在虚拟机中。

元数据空间的jstat gc信息

MC：元数据空间里commit的内存（KB）
MU：已经使用的内存大小
M：元数据空间使用率
CCSC：klass commit的内存空间大小
CCSU：klass 使用的内存空间大
CCS：CCSC/CCSU klass使用率

jstack

通过jps或者ps找到我们的java项目进程的pid，假设这里是12348
top -Hp 12348 找到cpu消耗时间最长的线程

top -Hp 12348
printf "%x\n" 12351得到tid的十六进制

十六进制
使用jstack工具找到该线程的堆栈信息
jstack 12348 | grep 303f

stack 12348 | grep 303f
发现在main方法里的object.wait()