Java 11.0.11升级至11.0.13后CodeCache异常及CPU占用升高问题咨询

CodeHeap 'profiled nmethods' 收缩后不再升高的原因 #

这个现象完全是Java 11.0.12版本引入的Code Cache组件改动直接导致的，核心逻辑变动有两点：

• JDK-8223444 改动将原有全局CodeCache的回收阈值调整为按分段独立计算：Java 11默认将CodeHeap分为三个独立分段，profiled nmethods（C1编译代码）、non-profiled nmethods（C2编译代码）、non-method（JVM内部代码），默认分配比例为48%:48%:4%。旧版本只有全局CodeCache打满时才触发全量回收，新版本只要任意一个分段占用达到阈值，就会触发该分段的激进回收。你初始配置的-XX:ReservedCodeCacheSize=375m对应profiled nmethods段上限约180MB，和你观察到的184MB上限完全匹配，该段打满后就会触发持续回收。
• JDK-8231460 改动调整了Sweeper线程的触发逻辑：旧版本Sweeper按固定间隔执行，新版本会根据CodeHeap的占用率动态调整执行频率，占用越高执行越频繁。当profiled nmethods段打满后，Sweeper会持续扫描回收所有调用频率低于阈值的C1编译代码，同时为了避免短时间内再次占满，回收后会临时调高C1代码的老化门槛，后续新生成的C1代码会直接被判定为冷代码，不会存入CodeHeap，因此该段占用会一直维持在低水平不再回升。

你调整到512M时仍然触发回收，是因为该配置下profiled nmethods分段上限约245MB，而你业务实际需要的C1代码存储空间为258MB左右，仍然超过阈值，所以还是会触发持续回收，直到调至1024M后分段上限提升到508MB，完全满足业务存储需求，回收逻辑才会恢复正常。

带来的影响 #

• 固定CPU开销上升：你观察到的5% CPU使用率上涨，完全是Sweeper线程高频运行导致的，你提供的perf采样数据中Sweeper线程占了接近5%的CPU占比就是直接证据。
• 隐性性能损耗：大量C1编译代码被回收后，原本应该执行C1编译代码的热点方法会退回解释执行，或者频繁触发重新编译，会额外消耗CPU资源，也可能导致偶发的请求延迟升高，恒定负载场景下该影响不明显，若有周期性热点方法切换则会更突出。
• 当CodeCache配置足够大时，新版本的CodeCache管理效率反而优于旧版本，你观察到1024M配置下CPU使用率比旧版375M配置略优就是该情况的体现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Josef