在 Java 應(yīng)用性能調(diào)優(yōu)中，監(jiān)控垃圾回收（GC）情況是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

以下是查看 Java 進(jìn)程 GC 狀態(tài)的常用方法、工具及最佳實(shí)踐：

一、命令行工具實(shí)時(shí)監(jiān)控

1. jstat（JDK 自帶）

功能：實(shí)時(shí)顯示 JVM 內(nèi)存和 GC 統(tǒng)計(jì)信息。

語(yǔ)法：

jstat -gc <pid> [間隔時(shí)間(ms)] [次數(shù)]

常用參數(shù)：

• -gc：顯示 GC 相關(guān)統(tǒng)計(jì)。
• -gcutil：顯示 GC 利用率（百分比）。

示例：

jstat -gc 12345 1000  # 每 1000ms 輸出一次 GC 統(tǒng)計(jì)

輸出字段含義：

S0C：Survivor0 區(qū)容量（KB）
S1C：Survivor1 區(qū)容量
S0U：Survivor0 區(qū)已使用
EC：Eden 區(qū)容量
EU：Eden 區(qū)已使用
OC：老年代容量
OU：老年代已使用
MC：元空間容量
MU：元空間已使用
YGC：年輕代 GC 次數(shù)
YGCT：年輕代 GC 總耗時(shí)（秒）
FGC：Full GC 次數(shù)
FGCT：Full GC 總耗時(shí)
GCT：GC 總耗時(shí)

2. jstat 進(jìn)階用法

監(jiān)控 GC 頻率和內(nèi)存增長(zhǎng)趨勢(shì)：

# 每 5 秒輸出一次 GC 利用率，持續(xù)監(jiān)控
jstat -gcutil 12345 5000

輸出示例：

 S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
0.00  99.81  93.21  42.35  92.83  89.75    126    0.536     1    0.024    0.560

關(guān)鍵指標(biāo)：

• E（Eden 區(qū)使用率）接近 100% 時(shí)觸發(fā) YGC。
• O（老年代使用率）持續(xù)增長(zhǎng)可能導(dǎo)致 FGC。
• YGC 和 FGC 頻率過(guò)高（如每分鐘多次）需警惕性能問(wèn)題。

二、GC 日志分析

1. 啟用 GC 日志

在 JVM 啟動(dòng)參數(shù)中添加：

java -XX:+PrintGCDetails \
     -XX:+PrintGCDateStamps \
     -XX:+PrintHeapAtGC \
     -Xloggc:/path/to/gc.log \
     -jar your-app.jar

參數(shù)說(shuō)明：

• PrintGCDetails：打印 GC 詳細(xì)信息。
• PrintGCDateStamps：添加 GC 發(fā)生的時(shí)間戳。
• Xloggc：指定日志文件路徑。

2. 手動(dòng)觸發(fā) GC 并查看日志

jcmd <pid> GC.run  # 手動(dòng)觸發(fā) Full GC
tail -f /path/to/gc.log  # 實(shí)時(shí)查看日志

3. 日志分析工具

GCEasy：

上傳 GC 日志到 GCEasy，自動(dòng)生成分析報(bào)告，包含：

• GC 頻率和耗時(shí)分布。
• 堆內(nèi)存使用趨勢(shì)。
• 推薦的 JVM 參數(shù)優(yōu)化建議。

GCViewer：

本地工具，可視化 GC 日志：

java -jar gcviewer-1.36.jar /path/to/gc.log

三、可視化工具監(jiān)控 GC

1. VisualVM（JDK 自帶）

啟動(dòng)方式：

jvisualvm  # JDK 8 及以前版本自帶

監(jiān)控步驟：

• 選擇目標(biāo) Java 進(jìn)程 → 點(diǎn)擊「Monitor」選項(xiàng)卡。
• 查看「Heap」和「Perm Gen」變化趨勢(shì)。
• 點(diǎn)擊「Perform GC」手動(dòng)觸發(fā) GC。

2. Java Mission Control (JMC) + JFR

啟動(dòng) JFR 記錄：

jcmd <pid> JFR.start name=GCRecording settings=profile duration=5m filename=gc.jfr

分析 GC 事件：

• 使用 JMC 打開 .jfr 文件。
• 查看「Garbage Collections」視圖，分析 GC 類型、耗時(shí)和內(nèi)存變化。

四、生產(chǎn)環(huán)境低開銷監(jiān)控方案

1. Prometheus + Grafana

配置 JMX Exporter：

java -javaagent:/path/to/jmx_prometheus_javaagent.jar=9090:/path/to/config.yaml -jar your-app.jar

Grafana 儀表盤：

導(dǎo)入預(yù)定義的 JVM 監(jiān)控儀表盤（如 ID 14548），查看：

• 堆內(nèi)存各區(qū)域使用情況。
• GC 頻率和耗時(shí)趨勢(shì)。
• 類加載 / 卸載數(shù)量。

2. Arthas（在線診斷工具）

查看 GC 統(tǒng)計(jì)：

dashboard  # 實(shí)時(shí)查看 JVM 狀態(tài)，包括 GC 信息

監(jiān)控特定類的 GC 情況：

monitor -c 5 java.lang.String  # 每 5 秒統(tǒng)計(jì) String 對(duì)象的 GC 情況

五、GC 問(wèn)題排查思路

1. 高頻 Full GC 排查

檢查老年代增長(zhǎng)趨勢(shì)：

jstat -gcoldcapacity <pid> 1000  # 監(jiān)控老年代容量變化

分析大對(duì)象分配：

使用 JFR 記錄「Object Allocation in New TLAB」事件，找出頻繁創(chuàng)建大對(duì)象的代碼。

2. 長(zhǎng)時(shí)間 STW（Stop The World）

檢查 GC 類型：

通過(guò) GC 日志確認(rèn)是否為 CMS 或 G1 的 Full GC 導(dǎo)致。

優(yōu)化建議：

• 增大堆內(nèi)存（-Xmx）。
• 調(diào)整垃圾收集器（如使用 G1 或 ZGC）。

3. 內(nèi)存泄漏預(yù)警

對(duì)比多次堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)：

# 間隔 1 小時(shí)生成兩次堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)
jmap -dump:format=b,file=heap1.hprof <pid>
sleep 3600
jmap -dump:format=b,file=heap2.hprof <pid>

使用 MAT 對(duì)比兩個(gè)堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)，找出持續(xù)增長(zhǎng)的對(duì)象類型。

六、GC 性能指標(biāo)參考

七、JVM 參數(shù)優(yōu)化建議

根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)調(diào)整 GC 相關(guān)參數(shù)：

堆內(nèi)存分配：

-Xms2g -Xmx2g  # 堆內(nèi)存初始值和最大值一致，避免動(dòng)態(tài)調(diào)整

新生代比例：

-XX:NewRatio=2  # 老年代:新生代 = 2:1

垃圾收集器選擇

# G1 適合大內(nèi)存（> 8GB）應(yīng)用
-XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200

# ZGC 適合極低延遲要求（< 10ms STW）
-XX:+UseZGC

通過(guò)以上方法，可全面監(jiān)控 Java 進(jìn)程的 GC 狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決內(nèi)存泄漏、GC 頻繁等性能問(wèn)題。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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