Linux下Tomcat開啓查看GC信息

時間 2019-11-07

原文原文鏈接

1、開啓GC日誌

一、在Tomcat 的安裝路徑下，找到bin/catalina.sh 加上下面的配置，具體參數，本身配置：java

[root@centos7 tomcat]# vim bin/catalina.shlinux

JAVA_OPTS='-Xms512m -Xmx4096m -XX:PermSize=64M -XX:MaxNewSize=128m -XX:MaxPermSize=64m -XX:ParallelGCThreads=8 -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xloggc:/usr/local/tomcat/logs/tomcat_gc.log'

二、重啓tomcat算法

[root@centos7 ~]# systemctl restart tomcatvim

三、查看GC日誌windows

[root@centos7 ~]# cat /usr/local/tomcat/logs/tomcat_gc.logcentos

若只是使用，搞懂配置，只需看第2、3、四便可；若想更深刻的瞭解GC，請詳細看完~tomcat

2、GC日誌分析

GC 日誌分析，需使用windows 的GC日誌分析工具gchisto；服務器

gchisto 工具的源下載地址已經失效，我已經存放在網盤https://pan.baidu.com/s/1XQPTD4irFXpGo28jjTWC6g?qq-pf-to=pcqq.c2c，須要的私聊我多線程

一、windows 安裝java 環境

（1）去官網下載本身想要的JDK版本

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

下載，必須點擊贊成協議

（2）安裝JDK1.8版本

設置本身的安裝路徑，取消公告JRE

（3）設置3個環境變量

① 找到本身安裝jdk的bin路徑，個人安裝路徑是 C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_171

② 在高級系統設置--->環境變量--->新建

新建2個環境變量：

　　JAVA_HOME

　　CLASSPATH

修改一個變量：Path

（4）安裝完畢，測試

java、javac、java -version 三個命令會有如下效果

二、運行gchisto，分析gc日誌

（1）運行gchisto

解包後，打開cmd命令行，執行下邊的命令，注意：本身解包後gchisto的路徑

>java -jar D:\gchisto-master\release\GCHisto-java8.jar

（2）打開後效果

（3）分析Tomcat 的gc 日誌

① 將linux 下的tomcat 日誌sz 到windows 上；

② 導入gchisto中；

③ 查看效果

3、選項參數詳解

一、堆大小設置

① -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

　　-Xmx3550m：設置JVM最大可用內存爲3550M。

　　-Xms3550m：設置JVM初始內存爲3550m。此值能夠設置與-Xmx相同，以免每次垃圾回收完成後JVM從新分配內存。

　　-Xmn2g：設置年輕代大小爲2G。整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代通常固定大小爲64m，因此增大年輕代後，將會減少年老代大小。此值對系統性能影響較大，Sun官方推薦配置爲整個堆的3/8。

　　-Xss128k： 設置每一個線程的堆棧大小。JDK5.0之後每一個線程堆棧大小爲1M，之前每一個線程堆棧大小爲256K。更具應用的線程所需內存大小進行調整。在相同物理內存下，減少這個值能生成更多的線程。可是操做系統對一個進程內的線程數仍是有限制的，不能無限生成，經驗值在3000~5000左右。

② -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0

　　-XX:NewRatio=4：設置年輕代（包括Eden和兩個Survivor區）與年老代的比值（除去持久代）。設置爲4，則年輕代與年老代所佔比值爲1：4，年輕代佔整個堆棧的1/5

　　-XX:SurvivorRatio=4：設置年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值。設置爲4，則兩個Survivor區與一個Eden區的比值爲2:4，一個Survivor區佔整個年輕代的1/6

　　-XX:PermSize：設置永久代(perm gen)初始值。默認值爲物理內存的1/64。

　　-XX:MaxPermSize：設置持久代最大值。物理內存的1/4。

　　-XX:MaxTenuringThreshold=0：設置垃圾最大年齡。若是設置爲0的話，則年輕代對象不通過Survivor區，直接進入年老代。對於年老代比較多的應用，能夠提升效率。若是將此值設置爲一個較大值，則年輕代對象會在Survivor區進行屢次複製，這樣能夠增長對象再年輕代的存活時間，增長在年輕代即被回收的概論。

二、回收器選擇

（1）吞吐量優先的並行收集器

① -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20

　　-XX:+UseParallelGC：選擇垃圾收集器爲並行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下，年輕代使用併發收集，而年老代仍舊使用串行收集。

　　-XX:ParallelGCThreads=20：配置並行收集器的線程數，即：同時多少個線程一塊兒進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數目相等。

② -XX:+UseParallelOldGC

　　-XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式爲並行收集。JDK6.0支持對年老代並行收集。

③ -XX:MaxGCPauseMillis=100

　　-XX:MaxGCPauseMillis=100：設置每次年輕代垃圾回收的最長時間，若是沒法知足此時間，JVM會自動調全年輕代大小，以知足此值。

④ -XX:+UseAdaptiveSizePolicy

　　-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：設置此選項後，並行收集器會自動選擇年輕代區大小和相應的Survivor區比例，以達到目標系統規定的最低相應時間或者收集頻率等，此值建議使用並行收集器時，一直打開。

（2）響應時間優先的併發收集器

① -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

　　-XX:+UseConcMarkSweepGC：設置年老代爲併發收集。測試中配置這個之後，-XX:NewRatio=4的配置失效了，緣由不明。因此，此時年輕代大小最好用-Xmn設置。

　　-XX:+UseParNewGC：設置年輕代爲並行收集。可與CMS收集同時使用。JDK5.0以上，JVM會根據系統配置自行設置，因此無需再設置此值。

② -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

　　-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：因爲併發收集器不對內存空間進行壓縮、整理，因此運行一段時間之後會產生"碎片"，使得運行效率下降。此值設置運行多少次GC之後對內存空間進行壓縮、整理。

　　-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打開對年老代的壓縮。可能會影響性能，可是能夠消除碎片

三、輔助信息

JVM提供了大量命令行參數，打印信息，供調試使用。主要有如下一些：

① -XX:+PrintGC

　　輸出形式：

　　[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]

　　[Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

② -XX:+PrintGCDetails

　　輸出形式：

　　[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs]

　　[GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

③ -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可與上面兩個混合使用

　　輸出形式：

　　11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

④ -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime:打印每次垃圾回收前，程序未中斷的執行時間。可與上面混合使用

　　輸出形式：

　　Application time: 0.5291524 seconds

⑤ -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印垃圾回收期間程序暫停的時間。可與上面混合使用

　　輸出形式：

　　Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds

⑥ -XX:PrintHeapAtGC:打印GC先後的詳細堆棧信息

　　輸出形式：

　　34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:

　　def new generation total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)

　　eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)

　　from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)

　　to space 6144K, 0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)

　　tenured generation total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)

　　the space 69632K, 3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)

　　compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)

　　the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)

　　ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)

　　rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)

　　34.735: [DefNew: 52568K->3433K(55296K), 0.0072126 secs] 55264K->6615K(124928K)Heap after gc invocations=8:

　　def new generation total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)

　　eden space 49152K, 0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)

　　from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)

　　to space 6144K, 0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)

　　tenured generation total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)

　　the space 69632K, 4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)

　　compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)

　　the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)

　　ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)

　　rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)

　　}

　　, 0.0757599 secs]

⑦ -Xloggc:filename:與上面幾個配合使用，把相關日誌信息記錄到文件以便分析。

4、常見配置彙總

一、堆設置

① -Xms:初始堆大小

② -Xmx:最大堆大小

③ -XX:NewSize=n:設置年輕代大小

④ -XX:NewRatio=n:設置年輕代和年老代的比值。如:爲3，表示年輕代與年老代比值爲1：3，年輕代佔整個年輕代年老代和的1/4

⑤ -XX:SurvivorRatio=n:年輕代中Eden區與兩個Survivor區的比值。注意Survivor區有兩個。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一個Survivor區佔整個年輕代的1/5

⑥ -XX:MaxPermSize=n:設置持久代大小

二、收集器設置

① -XX:+UseSerialGC:設置串行收集器

② -XX:+UseParallelGC:設置並行收集器

③ -XX:+UseParalledlOldGC:設置並行年老代收集器

④ -XX:+UseConcMarkSweepGC:設置併發收集器

三、垃圾回收統計信息

① -XX:+PrintGC

② -XX:+PrintGCDetails

③ -XX:+PrintGCTimeStamps

④ -Xloggc:filename

四、並行收集器設置

① -XX:ParallelGCThreads=n:設置並行收集器收集時使用的CPU數。並行收集線程數。

② -XX:MaxGCPauseMillis=n:設置並行收集最大暫停時間

③ -XX:GCTimeRatio=n:設置垃圾回收時間佔程序運行時間的百分比。公式爲1/(1+n)

五、併發收集器設置

① -XX:+CMSIncrementalMode:設置爲增量模式。適用於單CPU狀況。

② -XX:ParallelGCThreads=n:設置併發收集器年輕代收集方式爲並行收集時，使用的CPU數。並行收集線程數。

5、調優總結

一、年輕代大小選擇

① 響應時間優先的應用：儘量設大，直到接近系統的最低響應時間限制（根據實際狀況選擇）。在此種狀況下，年輕代收集發生的頻率也是最小的。同時，減小到達年老代的對象。

② 吞吐量優先的應用：儘量的設置大，可能到達Gbit的程度。由於對響應時間沒有要求，垃圾收集能夠並行進行，通常適合8CPU以上的應用。

二、年老代大小選擇

① 響應時間優先的應用：年老代使用併發收集器，因此其大小須要當心設置，通常要考慮併發會話率和會話持續時間等一些參數。若是堆設置小了，能夠會形成內存碎片、高回收頻率以及應用暫停而使用傳統的標記清除方式；若是堆大了，則須要較長的收集時間。最優化的方案，通常須要參考如下數據得到：

併發垃圾收集信息

持久代併發收集次數

傳統GC信息

花在年輕代和年老代回收上的時間比例

減小年輕代和年老代花費的時間，通常會提升應用的效率

② 吞吐量優先的應用：通常吞吐量優先的應用都有一個很大的年輕代和一個較小的年老代。緣由是，這樣能夠儘量回收掉大部分短時間對象，減小中期的對象，而年老代盡存放長期存活對象。

三、較小堆引發的碎片問題

　　由於年老代的併發收集器使用標記、清除算法，因此不會對堆進行壓縮。當收集器回收時，他會把相鄰的空間進行合併，這樣能夠分配給較大的對象。可是，當堆空間較小時，運行一段時間之後，就會出現"碎片"，若是併發收集器找不到足夠的空間，那麼併發收集器將會中止，而後使用傳統的標記、清除方式進行回收。若是出現"碎片"，可能須要進行以下配置：

① -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用併發收集器時，開啓對年老代的壓縮。

② -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置開啓的狀況下，這裏設置多少次Full GC後，對年老代進行壓縮

6、相關概念

一、分代垃圾回收詳述

（1）Young（年輕代）

　　年輕代分三個區。一個Eden區，兩個Survivor區。大部分對象在Eden區中生成。當Eden區滿時，還存活的對象將被複制到Survivor區（兩個中的一個），當這個Survivor區滿時，此區的存活對象將被複制到另一個Survivor區，當這個Survivor去也滿了的時候，從第一個Survivor區複製過來的而且此時還存活的對象，將被複制"年老區(Tenured)"。須要注意，Survivor的兩個區是對稱的，沒前後關係，因此同一個區中可能同時存在從Eden複製過來對象，和從前一個Survivor複製過來的對象，而複製到年老區的只有從第一個Survivor去過來的對象。並且，Survivor區總有一個是空的。

（2）Tenured（年老代）

　　年老代存放從年輕代存活的對象。通常來講年老代存放的都是生命期較長的對象。

（3）Perm（持久代）

　　用於存放靜態文件，現在Java類、方法等。持久代對垃圾回收沒有顯著影響，可是有些應用可能動態生成或者調用一些class，例如Hibernate等，在這種時候須要設置一個比較大的持久代空間來存放這些運行過程當中新增的類。持久代大小經過-XX:MaxPermSize=進行設置。

二、GC類型

GC有兩種類型：Scavenge GC和Full GC。

（1）Scavenge GC

　　通常狀況下，當新對象生成，而且在Eden申請空間失敗時，就好觸發Scavenge GC，堆Eden區域進行GC，清除非存活對象，而且把尚且存活的對象移動到Survivor區。而後整理Survivor的兩個區。

（2）Full GC

　　對整個堆進行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC比Scavenge GC要慢，所以應該儘量減小Full GC。有以下緣由可能致使Full GC：

Tenured被寫滿
Perm域被寫滿
System.gc()被顯示調用
上一次GC以後Heap的各域分配策略動態變化

三、垃圾回收器

目前的收集器主要有三種：串行收集器、並行收集器、併發收集器。

（1）串行收集器

　　使用單線程處理全部垃圾回收工做，由於無需多線程交互，因此效率比較高。可是，也沒法使用多處理器的優點，因此此收集器適合單處理器機器。固然，此收集器也能夠用在小數據量（100M左右）狀況下的多處理器機器上。可使用-XX:+UseSerialGC打開。

（2）並行收集器

對年輕代進行並行垃圾回收，所以能夠減小垃圾回收時間。通常在多線程多處理器機器上使用。使用-XX:+UseParallelGC.打開。並行收集器在J2SE5.0第六6更新上引入，在Java SE6.0中進行了加強--能夠堆年老代進行並行收集。若是年老代不使用併發收集的話，是使用單線程進行垃圾回收，所以會制約擴展能力。使用-XX:+UseParallelOldGC打開。
使用-XX:ParallelGCThreads=設置並行垃圾回收的線程數。此值能夠設置與機器處理器數量相等。
此收集器能夠進行以下配置：

最大垃圾回收暫停：指定垃圾回收時的最長暫停時間，經過-XX:MaxGCPauseMillis=指定。爲毫秒.若是指定了此值的話，堆大小和垃圾回收相關參數會進行調整以達到指定值。設定此值可能會減小應用的吞吐量。
吞吐量：吞吐量爲垃圾回收時間與非垃圾回收時間的比值，經過-XX:GCTimeRatio=來設定，公式爲1/（1+N）。例如，-XX:GCTimeRatio=19時，表示5%的時間用於垃圾回收。默認狀況爲99，即1%的時間用於垃圾回收。

（3）併發收集器

能夠保證大部分工做都併發進行（應用不中止），垃圾回收只暫停不多的時間，此收集器適合對響應時間要求比較高的中、大規模應用。使用-XX:+UseConcMarkSweepGC打開。

併發收集器主要減小年老代的暫停時間，他在應用不中止的狀況下使用獨立的垃圾回收線程，跟蹤可達對象。在每一個年老代垃圾回收週期中，在收集初期併發收集器會對整個應用進行簡短的暫停，在收集中還會再暫停一次。第二次暫停會比第一次稍長，在此過程當中多個線程同時進行垃圾回收工做。
併發收集器使用處理器換來短暫的停頓時間。在一個N個處理器的系統上，併發收集部分使用K/N個可用處理器進行回收，通常狀況下1<=K<=N/4。
在只有一個處理器的主機上使用併發收集器，設置爲incremental mode模式也可得到較短的停頓時間。
浮動垃圾：因爲在應用運行的同時進行垃圾回收，因此有些垃圾可能在垃圾回收進行完成時產生，這樣就形成了"Floating Garbage"，這些垃圾須要在下次垃圾回收週期時才能回收掉。因此，併發收集器通常須要20%的預留空間用於這些浮動垃圾。
Concurrent Mode Failure：併發收集器在應用運行時進行收集，因此須要保證堆在垃圾回收的這段時間有足夠的空間供程序使用，不然，垃圾回收還未完成，堆空間先滿了。這種狀況下將會發生"併發模式失敗"，此時整個應用將會暫停，進行垃圾回收。
啓動併發收集器：由於併發收集在應用運行時進行收集，因此必須保證收集完成以前有足夠的內存空間供程序使用，不然會出現"Concurrent Mode Failure"。經過設置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=指定還有多少剩餘堆時開始執行併發收集