CMS GC 问题：如何对JVM新生代堆内存进行性能分析？

在线实时分析 #

• 配置细粒度GC日志输出，获取新生代运行明细
  给目标JVM添加启动参数：

  -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCCause -XX:+PrintTenuringDistribution -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy
  

  日志会输出每次YGC前后Eden、Survivor区的占用变化、对象晋升年龄分布、GC触发原因，可直接定位是Eden区分配过快、Survivor空间不足还是动态策略调整导致的YGC频繁。1.8版本支持通过jinfo动态开启上述日志参数，无需重启服务。
• 用jstat实时监控新生代内存流转
  执行命令：jstat -gcnew <pid> 1000 10
  该命令每秒输出1次新生代内存统计，连续输出10次，可直接查看Eden区分配速率、S0/S1区存活对象占比、每次YGC后晋升到老年代的对象大小，快速区分是短期对象生成过多，还是短期对象异常晋升导致的YGC压力。
• 统计存活对象的类型分布
  执行命令：jmap -histo:live <pid>
  输出全量存活对象的内存占用统计，排除已知的老年代大对象后，统计同类型小对象的总占用。多数YGC频繁场景并非由大对象导致，而是循环创建的字符串、临时DTO、缓冲区等小对象批量生成，总占用累加后占满Eden区触发GC。

离线堆快照分析 #

• 定向筛选新生代对象
  在两次YGC的间隔期（避免刚GC完新生代对象被清空、或临近GC时对象过多）执行jmap -dump:format=b,file=heap_young.hprof <pid>导出堆快照，使用MAT工具打开后，通过OQL语句过滤所有新生代对象：

  SELECT * FROM INSTANCEOF java.lang.Object o WHERE o.@age <= <MaxTenuringThreshold>
  

  其中<MaxTenuringThreshold>为JVM配置的对象晋升年龄阈值，1.8版本默认值为15，可通过jinfo -flag MaxTenuringThreshold <pid>查询实际配置。过滤后可单独统计新生代所有对象的类型、总占用、引用链，完全屏蔽老年代大对象的干扰。
• 分配栈采样定位问题代码
  使用内存分析工具的对象分配采样功能，仅采样新生代对象的分配调用栈，无需导出全量堆，可直接定位到批量生成短生命周期对象的代码行。

1.8版本特有场景排查 #

如果上述方案未定位到根因，优先检查两个版本特有问题：

• 是否开启了GC自适应调整策略，动态缩小了新生代内存空间：ParallelGC、ParNew收集器默认开启自适应策略，会根据GC情况动态调整Eden、Survivor甚至新生代的总大小，若新生代被自动调小会直接导致YGC频率上升，可通过-Xmn固定新生代大小做对比测试。
• 是否存在大量短期小缓冲区对象：byte[]、char[]类型的临时缓冲区单个占用很小，但总数量可达数十万甚至数百万，全量堆统计时会被老年代大对象的占用占比覆盖，只有单独统计新生代时才会暴露。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Steven Chou