Java：JDK8 GC中ParNew和CMS的问题说明

JDK8中常用如下的垃圾收集器，它们分别运用在年轻代和老年代：

• ParNew : 年轻代垃圾收集器，多线程，采用标记—复制算法。

• CMS：老年代的收集器，全称（Concurrent Mark and Sweep），是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。

可以通过如下JVM参数进行配置：

-XX:+UseParNewGC

-XX:+UseConcMarkSweepGC

一、ParNew

意为“Parallel New Generation”，需要说明的是， ParNew虽然是个minor gc，但它会Stop-The-World。因此ParNew间隔时间越长越好，并且每次执行的时间越短越好。下面是一次ParNew打印的日志

[GC (Allocation Failure) [ParNew: 367523K->1293K(410432K), 0.0023988 secs] 522739K->156516K(1322496K), 0.0025301 secs] [Times: user=0.04 sys=0.00, real=0.01 secs]

其中的时间分别表示如下：

• 用户态消耗的CPU时间
• 内核态消耗的CPU事件
• 操作从开始到结束所经过的墙钟时间（Wall Clock Time）

这里需要说明一下CPU时间与墙钟时间的区别：

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。

因此在查看GC日志时，主要关注real对应的时间。

二、CMS

意为“Concurrent Mark Sweep”，CMS主要分为如下几个阶段

• CMS-initial-mark                                 # 需要Stop the word
• CMS-concurrent-mark
• CMS-concurrent-preclean
• CMS-concurrent-abortable-preclean
• CMS-remark                                       # 需要Stop the word
• CMS-concurrent-sweep   
• CMS-initial-mark

这里需要特别关注CMS-initial-mark和CMS-remark这2个阶段，因为这2 个阶段需要Stop-The-World。对于CMS来说，也是间隔时间戟长越好，每次执行时间越短越好。

关于这几个阶段GC日志的具体内容，可以到网上查找，这里就不再一一说明了。

另外，关于CMS需要关注2个JVM参数：

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

1、-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction  

老年代堆占用了多大比例时，会做一次CMS。默认值是-1，表示不启用。大于等于0则直接取其值，小于0则根据如下公式来计算：

 ((100 - MinHeapFreeRatio) + (double)( CMSTriggerRatio * MinHeapFreeRatio) / 100.0) / 100.0

CMSTriggerRatio在JDK1.8是80
MinHeapFreeRatio在JDK1.8是40

2、-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

一直使用上述设定的阈值，如果不指定，JVM仅在第一次使用设定值,后续则自动调整。

三、DefNew

意为“Default New Generation”，新生代Serial收集器中。由于用的少，就不介绍了。它打印的GC日志大概是这样的。

[DefNew: 78656K->78656K(78656K), 0.0000398 secs]

四、一些重要的JVM参数

-Xms -XX:InitialHeapSize      堆内存初始大小
-Xmx -XX:MaxHeapSize        堆内存最大大小          
-Xss -XX:ThreadStackSize    单个线程栈大小          
-XX:NewSize                         新生代初始堆大小
-XX:MaxNewSize                  新生代最大堆大小
-XX:OldSize                          老年代堆大小
-XX:MetaspaceSize              元数据区初始值(JDK1.8)
-XX:MaxMetaspaceSize       元数据区最大值(JDK1.8)
-XX:SurvivorRatio                 用来设置新生代中eden空间和from/to空间的比例.
-XX:MaxTenuringThreshold  对象从新生代晋升到老年代的年龄阈值，默认值15
-XX:NewRatio                       老年代/新生代的堆内存比例，在设置了-XX:MaxNewSize的情况下，-XX:NewRatio的值会被忽略

-XX:+PrintGCDateStamps
-XX:+PrintGCTimeStamps
-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails

 使用jinfo查看进程的JVM参数

jinfo -flags <pid>

查看JVM参数默认值的方法

java -XX:+PrintFlagsFinal -version

 

参考文档

GC(Allocation Failure)引发的一些JVM知识点梳理
https://blog.csdn.net/zc19921215/article/details/83029952
[case9]频繁GC (Allocation Failure)及young gc时间过长分析
https://segmentfault.com/a/1190000013509330
JVM常用参数说明
https://www.cnblogs.com/shjr/p/14667216.html
CMS的CMSInitiatingOccupancyFraction解析
https://blog.csdn.net/insomsia/article/details/91802923
CMS收集器几个参数详解 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction, CMSFullGCsBeforeCompaction
https://blog.csdn.net/liubenlong007/article/details/88541589
Java开发中的问题排查，性能调优，先学会阅读GC日志
https://cloud.tencent.com/developer/article/1478419
JVM中的垃圾收集器 -- CMS
https://blog.csdn.net/wodewutai17quiet/article/details/48895893