导致JVM进行Full GC的情况及解决办法

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堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间,如下图所示:

对年轻代(包括 Eden 和 Survivor 区域)进行GC被称为 Minor GC,对老年代进行GC称为Major GC,而Full GC是对整个堆来说的,在最近几个版本的JDK里默认包括了对永生带即方法区的回收(JDK8中无永生带了),出现Full GC的时候经常伴随至少一次的Minor GC,但非绝对的。Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。下边看看有那种情况会导致JVM进行Full GC及解决办法。


1、System.gc()方法的调用 

此方法的调用是建议JVM进行Full GC,虽然只是建议而非一定,但很多情况下它会触发 Full GC,从而增加Full GC的频率,也即增加了间歇性停顿的次数。建议能不使用此方法就别使用,让虚拟机自己去管理它的内存,可通过通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc()。


2、老年代空间不足

老年代空间只有在新生代对象转入及创建为大对象、大数组时才会出现不足的现象,当执行Full GC后空间仍然不足,则抛出如下错误【java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space】


为避免以上两种状况引起的Full GC,调优时应尽量做到让对象在Minor GC阶段被回收、让对象在新生代多存活一段时间及不要创建过大的对象及数组。


3、方法区空间不足

JVM规范中运行时数据区域中的方法区,又被称为永生代或者永生区(并不是所有的jvm都有永生代的概念),方法区中存放的为一些class的信息、常量、静态变量等数据,当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时,方法区可能会被占满,在未配置为采用CMS GC的情况下也会执行Full GC。如果经过Full GC仍然回收不了,那么JVM会抛出如下错误信息【java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space】 

为避免方法区占满造成Full GC现象,可采用的方法为增大方法区空间或转为使用CMS GC。


4、CMS GC时出现promotion failed和concurrent mode failure

对于采用CMS进行老年代GC的程序而言,尤其要注意GC日志中是否有promotion failed和concurrent mode failure两种状况,当这两种状况出现时可能会触发Full GC。

promotion failed是在进行Minor GC时,survivor space放不下、对象只能放入老年代,而此时老年代也放不下造成的;concurrent mode failure是在执行CMS GC的同时有对象要放入老年代,而此时老年代空间不足造成的(有时候“空间不足”是CMS GC时当前的浮动垃圾过多导致暂时性的空间不足触发Full GC);

对应解决办法为:增大survivor space、老年代空间或调低触发并发GC的比率。


但在JDK 5.0+、6.0+的版本中有可能会由于JDK的bug29导致CMS在remark完毕后很久才触发sweeping动作。对于这种状况,可通过设置-XX: CMSMaxAbortablePrecleanTime=5(单位为ms)来避免。


5、统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于老年代的剩余空间

这是一个较为复杂的触发情况,Hotspot为了避免由于新生代对象晋升到旧生代导致旧生代空间不足的现象,在进行Minor GC时,做了一个判断,如果之前统计所得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于旧生代的剩余空间,那么就直接触发Full GC。

例如程序第一次触发Minor GC后,有6MB的对象晋升到旧生代,那么当下一次Minor GC发生时,首先检查旧生代的剩余空间是否大于6MB,如果小于6MB,则执行Full GC。

当新生代采用PS GC时,方式稍有不同,PS GC是在Minor GC后也会检查,例如上面的例子中第一次Minor GC后,PS GC会检查此时旧生代的剩余空间是否大于6MB,如小于,则触发对旧生代的回收。


6、堆中分配很大的对象

所谓大对象,是指需要大量连续内存空间的java对象,例如很长的数组,此种对象会直接进入老年代,而老年代虽然有很大的剩余空间,但是无法找到足够大的连续空间来分配给当前对象,此种情况就会触发JVM进行Full GC。


为了解决这个问题,CMS垃圾收集器提供了一个可配置的参数,即-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection开关参数,用于在“享受”完Full GC服务之后额外免费赠送一个碎片整理的过程,内存整理的过程无法并发的,空间碎片问题没有了,但停顿时间不得不变长了,JVM设计者们还提供了另外一个参数 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,这个参数用于设置在执行多少次不压缩的Full GC后,跟着来一次带压缩的。


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