JVM系统优化实践（6）：年轻代、老年代与数据计算

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上回说道如果当前Survivor区中年龄相同的一批对象总大小 ≥ Survivor总数 × 50%，那么这批对象及比它们年龄更大的对象，就都直接进入老年代。但是也有可能在Minor GC之后，发现剩余的存活对象太多，导致其大小总和超过Survivor区域，那么就会把这些对象直接转移到老年代，也不计算所谓的50%。

在JDK1.6以前，老年代空间分配担保流程是这样的：

而在JDK1.6之后，它做了些微调：

老年代的垃圾回收算法和年轻代不同，对老年代触发垃圾回收的时机是：

1、在Minor GC之前：清理老年代空间；

2、在Minor GC之后：剩余对象太多会导致老年代空间不足；

而老年代的标记整理算法比年轻代回收算法慢10倍，它是这么运行的：

1、标记出老年代当前存活的对象；

2、移动对象，避免碎片化；

3、回收垃圾对象。

JDK1.6之后，-XX:HandlePromotionFailure参数已废弃，且JDK1.8无法使用。所以在知道了老年代的GC之后，如果需要做JVM性能调优，那么需要做的就是：

1、尽可能让对象在年轻代中分配和回收；

2、要极力避免年轻代频繁地进垃圾回收。

一次数据计算的案例分享：

1、一套自研的分布式数据计算系统；

2、单台机器负责100次/分钟的数据提取和计算；

3、每次提取10000条数据到内存，计算耗费10秒/次；

4、每条数据包含20个字段，平均在1K大小，10000条=10MB；

5、4C8G；

6、JVM参数：-Xms4096M -Xmn1500M；

7、年轻代和老年代的内存空间都为1500MB。

那么，这种配置下的计算任务，它多久会填满JVM？

1、年轻代为1500M（8：1：1划分，Eden区1200M，Survivor1区150M，Survivor2区150M）

2、老年代为1500M；

3、每次计算分配10M，每分钟执行100次，Eden很快被填满；

4、假设每次Minor GC时还有20个计算任务无法结束，也就是说每次有200M的空间无法回收；

5、200M > Survivor（150M），Minor GC后进入老年代；

6、每次都走担保流程，7次之后，老年代空间也会被填满；

7、如此循环往复，每隔7~8分钟就执行一次Full GC。

那么结合实际业务场景，主要问题在于每次Survivor放不下存活对象。因此优化方式也比较简单直接：

1、增加年轻代内存比例（调至2048M），老年代适度降低；

2、Full GC从7~8分钟/次，降至几小时一次，大幅提升性能；

3、还可以通过调整-XX:SurvivorRatio=8这个默认值，实现：将Eden区比例适当调低，避免通过动态判断对象年龄而进入老年代。

常见的GC垃圾回收器（型号）：

1、Serial和Serial Old：分别用来回收年轻代和老年代的垃圾对象；

2、ParNew：一般用在年轻代；

3、CMS：一般用在老年代；

4、G1：统一收集年轻代和老年代。

最后说一个GC中最恐怖的现象：STW（Stop the World，类似于《斗罗》中菊鬼斗罗的「两级静止领域」）。

当Full GC时，JVM会直接停止所有系统线程，系统卡顿，不接受也不处理任何请求，直到Full GC执行完毕。这种现象，就是Stop the World。有的STW比较短，几毫秒就完了。如果在负担不重的情况下，这没什么问题。但如果在双十一的秒杀系统中发生的话，那么......

FAQ：

1、如果每次Minor GC之后，另一块Survivor区可以放下全部存活对象，那么根本不会进入老年代，也就几乎不会引起Full GC，关键问题是如何让Survivor能放下全部存活对象；

2、JVM最大内存 * N = 栈内存 + 年轻代 + 方法区 * N（N为机器数量）

栈内存 = QPS估值 * 1M * 20（倍数）；

年轻代 = 30分钟（估算） * 60 * QPS估值 * 接口内存估值；

方法区 = 200M~500M。

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