Full GC触发条件总结以及解决策略「建议收藏」

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

前言

Full GC相对于Minor GC来说，停止用户线程的STW（stop the world）时间过长，至少慢10倍以上，所以要尽量避免，首先说一下Full GC可能产生的原因，接着给出排查方法以及解决策略。

Full GC产生原因

下图为与产生Full GC相关的内存区域，初生代、老年代、以及Metaspace区域。

Full GC触发条件总结以及解决策略「建议收藏」

System.gc()方法的调用

在代码中调用System.gc()方法会建议JVM进行Full GC，但是注意这只是建议，JVM执行不执行是另外一回事儿，不过在大多数情况下会增加Full GC的次数，导致系统性能下降，一般建议不要手动进行此方法的调用，可以通过-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc。

老年代（Tenured Gen）空间不足

在Survivor区域的对象满足晋升到老年代的条件时，晋升进入老年代的对象大小大于老年代的可用内存，这个时候会触发Full GC。

Metaspace区内存达到阈值

从JDK8开始，永久代(PermGen)的概念被废弃掉了，取而代之的是一个称为Metaspace的存储空间。Metaspace使用的是本地内存，而不是堆内存，也就是说在默认情况下Metaspace的大小只与本地内存大小有关。-XX:MetaspaceSize=21810376B（约为20.8MB）超过这个值就会引发Full GC，这个值不是固定的，是会随着JVM的运行进行动态调整的，与此相关的参数还有多个，详细情况请参考这篇文章jdk8 Metaspace 调优

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

Survivor区域对象晋升到老年代有两种情况：

一种是给每个对象定义一个对象计数器，如果对象在Eden区域出生，并且经过了第一次GC，那么就将他的年龄设置为1，在Survivor区域的对象每熬过一次GC，年龄计数器加一，等到到达默认值15时，就会被移动到老年代中，默认值可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置。
另外一种情况是如果JVM发现Survivor区域中的相同年龄的对象占到所有对象的一半以上时，就会将大于这个年龄的对象移动到老年代，在这批对象在统计后发现可以晋升到老年代，但是发现老年代没有足够的空间来放置这些对象，这就会引起Full GC。

堆中产生大对象超过阈值

这个参数可以通过-XX:PretenureSizeThreshold进行设定，大对象或者长期存活的对象进入老年代，典型的大对象就是很长的字符串或者数组，它们在被创建后会直接进入老年代，虽然可能新生代中的Eden区域可以放置这个对象，在要放置的时候JVM如果发现老年代的空间不足时，会触发GC。

老年代连续空间不足

JVM如果判断老年代没有做足够的连续空间来放置大对象，那么就会引起Full GC，例如老年代可用空间大小为200K，但不是连续的，连续内存只要100K，而晋升到老年代的对象大小为120K，由于120＞100的连续空间，所以就会触发Full GC。

CMS GC时出现promotion failed和concurrent mode failure

这个原因引发的Full GC可以参考这篇文章，下面也摘抄自这篇文章：JVM 调优 —— GC 长时间停顿问题及解决方法

提升失败（promotion failed），在 Minor GC 过程中，Survivor Unused 可能不足以容纳 Eden 和另一个 Survivor 中的存活对象，那么多余的将被移到老年代，称为过早提升（Premature Promotion）。这会导致老年代中短期存活对象的增长，可能会引发严重的性能问题。再进一步，如果老年代满了， Minor GC 后会进行 Full GC，这将导致遍历整个堆，称为提升失败（Promotion Failure）。
在 CMS 启动过程中，新生代提升速度过快，老年代收集速度赶不上新生代提升速度。在 CMS 启动过程中，老年代碎片化严重，无法容纳新生代提升上来的大对象，这是因为CMS采用标记清理，会产生连续空间不足的情况，这也是CMS的缺点