理解GC日志

阅读GC日志是处理Java虚拟机内存问题的基础技能,它只是一些人为确定的规则,没有太多技术含量。在本书的第1版中没有专门讲解如何阅读分析GC日志,为此作者收到许多读者来信,反映对此感到困惑,因此专门增加本节内容来讲解如何理解GC日志。

每一种收集器的日志形式都是由它们自身的实现所决定的,换而言之,每个收集器的日志格式都可以不一样。但虚拟机设计者为了方便用户阅读,将各个收集器的日志都维持一定的共性,例如以下两段典型的GC日志:

33.125:[GC[DefNew:3324K->152K(3712K),0.0025925 secs]3324K->152K(11904K),0.0031680secs]1 0 0.6 6 7:[F u l l G C[T e n u r e d:0K->2 1 0 K(1 0 2 4 0 K),0.0 1 4 9 1 4 2 s ec s]4603K->210K(19456K),[Perm:2999K->2999K(21248K)],0.0150007 secs][Times:user=0.01 sys=0.00,real=0.02 secs]

最前面的数字“33.125:”和“100.667:”代表了GC发生的时间,这个数字的含义是从Java虚拟机启动以来经过的秒数。

GC日志开头的“[GC”和“[Full GC”说明了这次垃圾收集的停顿类型,而不是用来区分新生代GC还是老年代GC的。如果有“Full”,说明这次GC是发生了Stop-The-World的,例如下面这段新生代收集器ParNew的日志也会出现“[FullGC”(这一般是因为出现了分配担保失败之类的问题,所以才导致STW)。如果是调用System.gc()方法所触发的收集,那么在这里将显示“[Full GC(System)”。

[Full GC 283.736:[ParNew:261599K->261599K(261952K),0.0000288 secs]

接下来的“[DefNew”、“[Tenured”、“[Perm”表示GC发生的区域,这里显示的区域名称与使用的GC收集器是密切相关的,例如上面样例所使用的Serial收集器中的新生代名为“Default NewGeneration”,所以显示的是“[DefNew”。如果是ParNew收集器,新生代名称就会变为“[ParNew”,意为“Parallel New Generation”。如果采用Parallel Scavenge收集器,那它配套的新生代称为“PSYoungGen”,老年代和永久代同理,名称也是由收集器决定的。

后面方括号内部的“3324K->152K(3712K)”含义是“GC前该内存区域已使用容量->GC后该内存区域已使用容量(该内存区域总容量)”。而在方括号之外的“3324K->152K(11904K)”表示“GC前Java堆已使用容量->GC后Java堆已使用容量(Java堆总容量)”。

再往后,“0.0025925 secs”表示该内存区域GC所占用的时间,单位是秒。有的收集器会给出更具体的时间数据,如“[Times:user=0.01sys=0.00,real=0.02 secs]”,这里面的user、sys和real与Linux的time命令所输出的时间含义一致,分别代表用户态消耗的CPU时间、内核态消耗的CPU事件和操作从开始到结束所经过的墙钟时间(Wall Clock Time)。CPU时间与墙钟时间的区别是,墙钟时间包括各种非运算的等待耗时,例如等待磁盘I/O、等待线程阻塞,而CPU时间不包括这些耗时,但当系统有多CPU或者多核的话,多线程操作会叠加这些CPU时间,所以读者看到user或sys时间超过real时间是完全正常的。