当我们在开发 Java 应用程序时，JVM 的 GC（垃圾回收）是一个非常重要的话题。GC 的作用是回收不再使用的内存，以便程序可以继续运行。在 JVM 中，GC 的日志记录了 GC 的详细信息，包括 GC 的类型、时间、内存使用情况等。在本文中，我们将介绍 JVM GC 日志的格式、含义和分析方法。

JVM GC 日志格式

JVM GC 日志的格式通常是一系列以时间戳为基础的事件，每个事件都包含了 GC 的详细信息。以下是一个典型的 JVM GC 日志的示例：

2021-01-01T00:00:00.000+0800: 1.000: [GC (Allocation Failure) 1.000: 1024K->512K(4096K), 0.0010000 secs]

其中，时间戳的格式为[ISO 8601]，GC 类型为“GC (Allocation Failure)”，GC 发生的时间为 1.000 秒，GC 前后内存使用情况分别为 1024K 和 512K，总内存为 4096K，GC 耗时为 0.001 秒。

JVM GC 日志含义

JVM GC 日志包含了大量的信息，可以帮助我们了解 JVM 的内存使用情况和 GC 的性能。以下是一些常见的 GC 日志含义：

• GC 类型：GC 的类型，如“GC (Allocation Failure)”表示由于内存分配失败而触发的 GC。

• 时间戳：GC 发生的时间戳，通常是以秒为单位的浮点数。

• 内存使用情况：GC 前后内存使用情况，包括已使用内存、总内存等。

• GC 耗时：GC 的耗时，通常是以秒或毫秒为单位的浮点数。

JVM GC 日志分析方法

JVM GC 日志的分析可以帮助我们了解 JVM 的内存使用情况和 GC 的性能，以便优化应用程序的性能。以下是一些常见的 JVM GC 日志分析方法：

• 使用 GCViewer 等工具：GCViewer 是一款免费的 GC 日志分析工具，可以帮助我们可视化地分析 JVM GC 日志。使用 GCViewer 可以轻松地查看 GC 的类型、时间、内存使用情况等。

• 分析 GC 日志文件：我们可以使用文本编辑器等工具来分析 GC 日志文件。通过分析 GC 日志文件，我们可以了解 GC 的类型、时间、内存使用情况等，以便优化应用程序的性能。

• 调整 GC 参数：通过调整 JVM 的 GC 参数，我们可以优化 GC 的性能，以便提高应用程序的性能。例如，我们可以通过调整-Xmx 和-Xms 参数来调整 JVM 的堆大小，以便优化 GC 的性能。

开启 JVM-GC 日志的启动参数

1. 如果需要打印 GC 日志，那么首先得把 JVM-GC 日志进行输出到本地文件，一般我们会在 JVM 启动的时候添加参数：

2. -XX:+PrintGCDetails：打印 GC 日志细节

3. -XX:+PrintGCTimeStamps：打印 GC 日志时间

4. -Xloggc:gc_view.log：将 GC 日志输出到指定的磁盘文件上去，这里会把 gc.log 输出到项目根路径

5. 当 JVM 在运行过程中如果发生 GC，那么将会把 GC 日志输出到 gc_view.log 中。

GC 查看案例

JVM 参数中加入 GC 日志的打印选型，jvm 参数如下所示：

-XX:NewSize=5242880 -XX:MaxNewSize=5242880 -XX:InitialHeapSize=10485760 -XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=10485760 -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:gc.log

JVM 参数解析

配置 JVM 参数

• -XX:NewSize=5242880 ： 初始新生代大小

• -XX:MaxNewSize=5242880：最大新生代大小

• -XX:InitialHeapSize=10485760：初始堆大小

• -XX:MaxHeapSize=10485760：最大堆大小

• -XX:SurvivorRatio=8：Eden 区就是 Survivor 区的 8 倍，所以 Eden 区占 4M，两个 Survivor 都是占 0.5M。

• -XX:MaxTenuringThreshold=15：那么新生代对象只有达到 15 岁才会进入老年代。

• -XX:PretenureSizeThreshold=10485760：指定了大对象阈值是 10MB，那么只有大于 10M 的对象才能直接在老年代分配

• -XX:+UseParNewGC：使用 ParNew

• -XX:+UseConcMarkSweepGC：CMS 垃圾回收器

• -XX:+PrintGCDetails：打印详细的 gc 日志

• -XX:+PrintGCTimeStamps：这个参数可以打印出来每次 GC 发生的时间

• -Xloggc:gc.log：这个参数可以设置将 gc 日志写入一个磁盘文件。

对象是如何分配在 Eden 区

我们针对于上述代码的内存进行分析，最开始我们定义和初始化了字节数组：new byte[1024 * 1024]，并且对于同一个引用，我们分配了 3 个相同大小的字节数组，每个数组都是 1MB。

public static void main(String[] args) {    byte[] arrayInit = new byte[1024 * 1024];    arrayInit = new byte[1024 * 1024];    arrayInit = null;    //触发Young GC    byte[] arrayInit2 = new byte[2 * 1024 * 1024];}

内存区域分析

1. 定义 array1 这个局部变量依次引用这三个对象，最后还把 array1 这个局部变量指向了 null，那么在 JVM 中是如何运行的呢？

初始化数组对象

byte[] arrayInit = new byte[1024 * 1024];。

在 JVM 的 Eden 区内存储一个 1MB 的对象，同时在 main 线程的栈中会压入一个 main 方法的栈帧，在 main 方法的栈帧内部，会有一个“arrayInit ”变量，这个变量是指向堆内存 Eden 区的那个 1MB 的数组。

接着我们看第二行代码

arrayInit = new byte[1024 * 1024];

当执行了这行代码之后，便会在堆中的 Eden 区中再次分配一个数组，并且让之前的局部变量指向第二个数组，然后第一个数组就没人引用了，此时第一个数组就成了没人引用的“垃圾对象”了，如下图所示。

接着我们来看第三行代码：array1 = null; 这行代码一执行，就让 arrayInit 这个变量什么都不指向了，此时会导致之前创建的 2 个数组全部变成垃圾对象，如下图。

在项目的根路径下，就可以看到一个 gc.log，点进去查看：

0.383: [GC (Allocation Failure) 0.384: [ParNew: 3543K->512K(4608K), 0.0024598 secs] 3543K->1828K(9728K), 0.0026607 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]0.386: [GC (Allocation Failure) 0.387: [ParNew: 2627K->0K(4608K), 0.0015255 secs] 3943K->1828K(9728K), 0.0015985 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]Heap par new generation   total 4608K, used 2089K [0x00000000ff600000, 0x00000000ffb00000, 0x00000000ffb00000)  eden space 4096K,  51% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ff80a558, 0x00000000ffa00000)  from space 512K,   0% used [0x00000000ffa00000, 0x00000000ffa00000, 0x00000000ffa80000)  to   space 512K,   0% used [0x00000000ffa80000, 0x00000000ffa80000, 0x00000000ffb00000) concurrent mark-sweep generation total 5120K, used 1828K [0x00000000ffb00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) Metaspace       used 3101K, capacity 4620K, committed 4864K, reserved 1056768K  class space    used 327K, capacity 392K, committed 512K, reserved 1048576K

从上面内容中可以看到进行了两次 GC。

0.383: [GC (Allocation Failure)0.384: [ParNew: 3543K->512K(4608K), 0.0024598 secs] 3543K->1828K(9728K), 0.0026607 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

从上面的内容可以得出：

• 在第 0.383 秒，发生 Allocation Failure，就是给对象分配内存的时候内存空间不够了，

• [ParNew: 3543K->512K(4608K),0.0024598 secs]

• 新生代的总内存大小为 4608KB（4M 的 Eden 区加上了 0.5M 的 Survivor From 区，一共是 4.5M，即 4608M）；

• Young GC 之前，新生代占用内存大小为 3543KB（三个 1M 的数组，加上 471KB 的“未知内容”）；

• Young GC 之后，剩余了 512KB（“未知内容”）。

• 在第 0.384 秒的时候，使用 ParNew 垃圾回收器进行了 Young GC。

• 3543K->1828K(9728K)

• 整个堆内存大小为 9728KB（即 4M 的 Eden 区加上 0.5M 的 Survivor 区加上 5M 的老年代大小，9.5M，即 9728KB）。

• 在 Young GC 之前，堆内存共有 3543KB 内存被占用（三个 1M 的数组，加上 471KB 的“未知内容”）；

• 在 Young GC 之后，堆内存共有 1828KB。

0.386: [GC (Allocation Failure) 0.387: [ParNew: 2627K->0K(4608K), 0.0015255 secs] 3943K->1828K(9728K), 0.0015985 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

之后输出了 Young GC 之后的堆内存使用快照：

Heap par new generation   total 4608K, used 2089K [0x00000000ff600000, 0x00000000ffb00000, 0x00000000ffb00000)  eden space 4096K,  51% used [0x00000000ff600000, 0x00000000ff80a558, 0x00000000ffa00000)  from space 512K,   0% used [0x00000000ffa00000, 0x00000000ffa00000, 0x00000000ffa80000)  to   space 512K,   0% used [0x00000000ffa80000, 0x00000000ffa80000, 0x00000000ffb00000) concurrent mark-sweep generation total 5120K, used 1828K [0x00000000ffb00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) Metaspace       used 3101K, capacity 4620K, committed 4864K, reserved 1056768K  class space    used 327K, capacity 392K, committed 512K, reserved 1048576K

可以看到新生代占用了 2098KB（一个 2M 的数组，还有一点“未知内容”）；Eden 区被占用了 51%，Survivor From 和 Survivor To 使用率为 0%，CMS 管理的老年代被使用了 1828KB。

结论

JVM GC 日志是一个非常重要的话题，可以帮助我们了解 JVM 的内存使用情况和 GC 的性能。通过分析 JVM GC 日志，我们可以优化应用程序的性能，提高应用程序的稳定性和可靠性。