第六章：JVM 调优实战 —— GC日志分析、内存溢出排查与线上问题定位

第六章：JVM 调优实战 ------ GC日志分析、内存溢出排查与线上问题定位

本章目标

掌握 JVM 线上问题排查思路

学会分析 GC 日志

学会定位 OOM（内存溢出）

掌握 jps、jstat、jmap、jstack 等工具

学会分析 Heap Dump

掌握生产环境 JVM 调优方法

一、为什么要学习 JVM 调优？

很多开发者学习 JVM 时：

复制代码

知道GC原理
知道G1
知道ZGC

但到了线上：

sql 复制代码

CPU 100%
频繁Full GC
接口超时
服务卡死
OOM

却不知道如何排查。

实际上：

面试中的 JVM

关注：

复制代码

GC算法
垃圾收集器
JMM

工作中的 JVM

关注：

sql 复制代码

为什么Full GC？
为什么OOM？
为什么CPU飙高？
为什么接口变慢？

真正值钱的是：

复制代码

线上问题排查能力

二、JVM 调优核心原则

先记住一句话：

复制代码

没有最优参数
只有最适合业务的参数

例如：

电商系统：

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低延迟优先

三、线上排查第一步：确认 JVM 进程

查看 Java 进程：

复制代码

jps -l

输出：

复制代码

12345 com.company.OrderApplication
67890 Jps

说明：

复制代码

就是目标进程 PID。

四、查看 JVM 基本信息

查看启动参数：

复制代码

jinfo 12345

查看：

diff 复制代码

-Xms
-Xmx
GC配置
系统属性

查看 JVM 状态：

yaml 复制代码

jstat -gc 12345 1000

每秒输出一次：

复制代码

S0C
S1C
EC
OC
YGC
FGC

五、GC日志是什么？

GC 日志记录：

复制代码

什么时候GC
回收了多少内存
暂停了多久

例如：

csharp 复制代码

[GC pause (G1 Evacuation Pause)
 200M->50M(1024M)
 10ms]

含义：

复制代码

GC前：200M

GC后：50M

总堆：1024M

耗时：10ms

六、开启 GC 日志

JDK8：

ruby 复制代码

-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:gc.log

JDK9+：

ruby 复制代码

-Xlog:gc*:file=gc.log

生成：

c 复制代码

gc.log

七、GC日志怎么看？

示例：

csharp 复制代码

[GC (Allocation Failure)
 256M->32M(512M),
 0.010s]

分析：

复制代码

256M
GC前使用

32M
GC后使用

512M
总堆大小

10ms
GC耗时

重点关注：

sql 复制代码

GC频率
GC耗时
Full GC次数

八、什么样的GC是健康的？

例如：

复制代码

每分钟Minor GC几次

正常。

如果：

复制代码

每秒Minor GC

说明：

复制代码

对象创建过快

如果：

sql 复制代码

频繁Full GC

通常：

复制代码

内存配置不合理

或者：

复制代码

内存泄漏

九、GC问题排查口诀

看到频繁GC：

先问：

复制代码

对象太多？
内存太小？
泄漏？

不要直接改参数。

十、线上最常见问题：OOM

经典异常：

复制代码

java.lang.OutOfMemoryError

OOM并不只有一种。

十一、Heap OOM

最常见。

异常：

makefile 复制代码

java.lang.OutOfMemoryError:
Java heap space

示例：

csharp 复制代码

List<byte[]> list =
        new ArrayList<>();

while(true){
    list.add(new byte[1024*1024]);
}

持续占用堆。

最终：

复制代码

Heap OOM

十二、Metaspace OOM

异常：

makefile 复制代码

OutOfMemoryError:
Metaspace

常见原因：

复制代码

动态生成大量类

例如：

objectivec 复制代码

CGLIB
ByteBuddy
ASM

十三、栈溢出

异常：

复制代码

StackOverflowError

示例：

csharp 复制代码

public void test() {
    test();
}

无限递归。

最终：

复制代码

StackOverflowError

十四、Direct Memory OOM

异常：

arduino 复制代码

Direct buffer memory

示例：

yaml 复制代码

ByteBuffer.allocateDirect(
        1024 * 1024);

大量创建。

常见于：

复制代码

Netty
NIO

十五、OOM 排查第一步：Dump

生产环境必须开启：

ruby 复制代码

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

发生OOM：

自动生成：

复制代码

heap.hprof

文件。

十六、Heap Dump 是什么？

Heap Dump：

复制代码

某一时刻
整个堆内存快照

包含：

复制代码

所有对象
引用关系
对象大小

十七、查看堆情况

命令：

复制代码

jmap -heap PID

查看：

复制代码

堆大小

GC配置

各区域使用率

查看对象统计：

复制代码

jmap -histo PID

输出：

kotlin 复制代码

num
instances
bytes
class name

例如：

arduino 复制代码

1:
500000
40000000
java.lang.String

说明：

arduino 复制代码

String过多

十八、MAT 工具分析 Dump

MAT：

复制代码

Memory Analyzer Tool

JVM排查神器。

打开：

复制代码

heap.hprof

重点看：

复制代码

Leak Suspects

例如：

arduino 复制代码

static HashMap

引用：

复制代码

200万对象

立即发现问题。

十九、经典内存泄漏案例

错误代码：

swift 复制代码

public class Cache {

    private static final List<User>
            USERS = new ArrayList<>();

}

业务不断：

csharp 复制代码

USERS.add(user);

由于：

arduino 复制代码

static变量

始终是 GC Root。

导致：

复制代码

永远不会回收

最终：

复制代码

OOM

二十、CPU 100% 如何排查？

很多线上事故：

erlang 复制代码

CPU直接100%

第一步：

css 复制代码

top -Hp PID

查看线程。

输出：

复制代码

线程ID。

转16进制：

perl 复制代码

printf "%x\n" 12345

例如：

yaml 复制代码

二十一、查看线程堆栈

命令：

c 复制代码

jstack PID > stack.log

搜索：

ini 复制代码

nid=0x3039

找到问题线程。

例如：

arduino 复制代码

while(true){

}

导致：

复制代码

死循环

CPU100%。

二十二、死锁排查

代码：

javascript 复制代码

synchronized(lock1){

    synchronized(lock2){

    }

}

另一个线程：

javascript 复制代码

synchronized(lock2){

    synchronized(lock1){

    }

}

形成：

复制代码

DeadLock

jstack：

复制代码

jstack PID

直接输出：

sql 复制代码

Found one Java-level deadlock

二十三、频繁 Full GC 排查案例

现象：

复制代码

接口越来越慢

监控：

sql 复制代码

Full GC
每分钟50次

jstat：

复制代码

jstat -gc PID

发现：

sql 复制代码

Old区一直增长

Dump分析：

css 复制代码

Order对象
300万

继续分析：

vbnet 复制代码

static Map<Long, Order>

缓存未清理。

解决：

复制代码

Guava Cache

Redis

定时清理

问题解决。

二十四、GC 调优常见参数

设置初始堆：

diff 复制代码

-Xms4g

最大堆：

diff 复制代码

-Xmx4g

二十五、线上 JVM 排查流程

记住这张图。

出现问题：

复制代码

服务变慢

↓

查看：

css 复制代码

top

↓

CPU高？

objectivec 复制代码

YES

↓

复制代码

jstack

分析线程。

CPU正常？

↓

查看：

复制代码

jstat -gc

分析GC。

GC频繁？

↓

复制代码

jmap -histo

查看对象。

↓

复制代码

MAT

分析Dump。

↓

定位泄漏对象。

二十六、面试高频题

Full GC频繁怎么办？

先看：

复制代码

GC日志

再分析：

复制代码

老年代对象

而不是直接调参数。

如何定位OOM？

步骤：

复制代码

开启Dump

生成hprof

MAT分析

找到大对象

CPU 100% 怎么查？

步骤：

css 复制代码

top

top -Hp

jstack

定位线程

jstack 有什么用？

查看：

复制代码

线程状态

死锁

阻塞

MAT 最常看什么？

复制代码

Leak Suspects

Dominator Tree

二十七、生产环境 JVM 参数模板

8G服务器

ruby 复制代码

-server

-Xms4g
-Xmx4g

-XX:+UseG1GC

-XX:MaxGCPauseMillis=200

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

-XX:HeapDumpPath=/data/dump

-Xlog:gc*:file=/data/logs/gc.log

本章总结

线上 JVM 排查核心思路：

objectivec 复制代码

服务异常
    │
    ▼
CPU高？
    │
    ├── YES
    │      ▼
    │   jstack
    │
    └── NO
            ▼
         GC频繁？
            │
            ▼
          jstat
            │
            ▼
         Full GC？
            │
            ▼
          Dump
            │
            ▼
           MAT
            │
            ▼
        找到泄漏对象

到这里，你已经掌握了 JVM 的：

内存结构
GC 原理
垃圾收集器
JVM 调优
线上故障排查