一起学JVM（GC可视化工具Visual GC）

导读

• 众所周知，JVM（java虚拟机）运行着我们的java程序。java本身提供了自带工具VisualVM来帮助我们查看JVM的运行情况，下面主要介绍GC的可视化插件－Visual GC

java版本

• 1.8.0_281

工具

• VisualVM　的　Visual GC　插件

面板解读

space 空间模块

• Space —　空间主要描述空间的变化
  • Metaspace — 　元空间
  • Old —　老年代
  • Eden —　伊甸园区
  • S0 —　存活０区
  • S1 —　存活１区

方框区：所占空间大小 空白区：未使用空间 颜色区：已使用空间

Graphs 曲线图模块

• Graphs —　曲线图主要描述时间轴上，的空间变化
  • Compile Time —　☆类型☆：编译时长曲线图
    • compiles — 　单位：当前编译累计次数（次）
    • ms－　单位：当前编译花费累计时长（毫秒）
  • Class Loader Time —　☆类型☆：类加载时长
    • loaded —　单位：当前累计已加载个数（个）
    • unloaded —　单位：当前未加载个数（个）
    • ms－　单位：当前类加载累计花费时长（毫秒）
  • GC Time —　☆类型☆：垃圾回收时长曲线图
    • collections —　单位：当前垃圾回收累计次数（次）
    • Last Cause：CMS Initial Mark — 最近GC原因：CMS回收初始标记
    • Eden Space —　☆类型☆：伊甸园区时长曲线图
      • (v1, v2): v3 —　v1：最大分配内存（M）　v2：初始分配内存（M）　v3：当前占用内存（M）
      • collections —　单位：当前GC累计次数（次）
      • ms－　单位：当前GC累计花费时长（毫秒）
    • Survivor 0 —　☆类型☆：存活０区时长曲线图
      • (v1, v2): v3 —　v1：最大分配内存（M）　v2：初始分配内存（M）　v3：当前占用内存（M）
    • Survivor 1 —　☆类型☆：存活１区时长曲线图
      • (v1, v2): v3 —　v1：最大分配内存（M）　v2：初始分配内存（M）　v3：当前占用内存（M）
    • Old Gen —　☆类型☆：老年区时长曲线图
      • (v1, v2): v3 —　v1：最大分配内存（M）　v2：初始分配内存（M）　v3：当前占用内存（M）
      • collections —　单位：当前GC累计次数（次）
      • ms－　单位：当前GC累计花费时长（毫秒）
    • Metaspace —　☆类型☆：元空间时长曲线图
      • (v1, v2): v3 —　v1：最大分配内存（M）　v2：初始分配内存（M）　v3：当前占用内存（M）

Histogram　矩形图模块

• Histogram —　矩形图
  • Parameters —　参数
    • Tenuring Threshold — 　晋升阈值，达到该阈值则从新生代进入老年代　单位：新生代GC后存活次数
    • Max Tenuring Threshold —　最大晋升阈值　单位：新生代GC后存活次数
    • Desired Survivor Size —　期望存活空间大小，是当前存活空间大小的一半　单位：bytes
    • Current Survivor Size — 当前存活空间大小　单位：bytes
  • Histogram 0-15 —　例如１：新生代GC过１次的对象

最大15次新生代GC的原因是：对象的对象头(object header)中markword区域的GC标记信息(分代年龄)占4bit，也就是15

安装 Visual GC

• 打开　VisualVM

linux终端执行下面的命令行

jvsualvm

• 进入　VisualVM
• 导航栏　->　工具　-> 　插件

在线安装

• 可用插件　->　 Visual GC　 -> 　安装

• 下一步

• 我接受　-> 　安装

• 由于需要翻墙，所以此安装方式失败，会报错，所以请参考下面的离线安装方式。

离线安装

• 访问visualVM官网 　-> 　Download
• https://visualvm.github.io/index.html

• plugins offline

• 回到　VisualVM 　查看JDK版本
• 导航栏　-> 　帮助　-> 　关于

• 详细信息

• 关键信息：1.8.0_281　和　8u131

• 回到下载页面　131-291 　和　8u131　来确定下载版本

• 点击　Visual GC 　进行下载

• 下载插件文件完毕

• 回到　VisualVM
• 导航栏　->　工具　-> 　插件　->　已下载　-> 　添加插件　->　插件下载本地路径　-> 　确定　　

• 勾选　Visual GC　->　安装　-> 　下一步

• 插件安装成功！

• 已安装（１）

• 重启　VisualVM 　插件就生效啦！

idea 安装 visualVM Launcher

• idea导航栏　-> File -> Plugins -> Marketplace -> VisualVM Launcher

• Other Settings　-> VisualVM Launcher　-> 选择jdk的jvisualvm的目录

使用

• 运行以下java代码来查看GC情况

package zhai.jvm;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * -Xms10m -Xmx10m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails
 */
public class TestJVM {
    byte[] data = new byte[1024*100];
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<TestJVM> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            list.add(new TestJVM());
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

• 代码解读

一个死循环，每隔１s，往集合内放入一个1K大小的数据。

• jvm参数解读

-Xms 设置初始化内存 -Xmx 设置最大分配内存 -XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS GC -XX:+PrintGCDateStamps 打印GC 时间戳 -XX:+PrintGCDetails 打印GC详情

• idea配置jvm参数
• Edit Configurations

• 运行项目

• 打开　VisualVM　选择本地运行的java程序　->　Visual GC

• 观察 Visual GC

随着时间的推移，对象不断的从新生代被转移到老年代，并且不能被Full CG，最后先导致老年代满了，然后很快新生代也满了，导致系统报错 OutOfMemoryError: Java heap space

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at zhai.jvm.TestJVM.<init>(TestJVM.java:11)
	at zhai.jvm.TestJVM.main(TestJVM.java:16)

最后

• 通过可视化工具Visual GC，来帮助我们观察堆内存的运行情况，配置JVM参数，反复测试来达解决内存泄露问题，降低GC次数，提高系统的稳定性。