第六章：JVM 调优实战 —— GC日志分析、内存溢出排查与线上问题定位
本章目标
- 掌握 JVM 线上问题排查思路
- 学会分析 GC 日志
- 学会定位 OOM（内存溢出）
- 掌握 jps、jstat、jmap、jstack 等工具
- 学会分析 Heap Dump
- 掌握生产环境 JVM 调优方法
一、为什么要学习 JVM 调优？
很多开发者学习 JVM 时：
知道GC原理
知道G1
知道ZGC
但到了线上：
CPU 100%
频繁Full GC
接口超时
服务卡死
OOM
却不知道如何排查。
实际上：
面试中的 JVM
关注：
GC算法
垃圾收集器
JMM
工作中的 JVM
关注：
为什么Full GC？
为什么OOM？
为什么CPU飙高？
为什么接口变慢？
真正值钱的是：
线上问题排查能力
二、JVM 调优核心原则
先记住一句话：
没有最优参数
只有最适合业务的参数
例如：
电商系统：
低延迟优先
推荐：
G1
ZGC
批处理系统：
吞吐量优先
推荐：
Parallel GC
三、线上排查第一步：确认 JVM 进程
查看 Java 进程：
jps -l
输出：
12345 com.company.OrderApplication
67890 Jps
说明：
12345
就是目标进程 PID。
四、查看 JVM 基本信息
查看启动参数：
jinfo 12345
查看：
-Xms
-Xmx
GC配置
系统属性
查看 JVM 状态：
jstat -gc 12345 1000
每秒输出一次：
S0C
S1C
EC
OC
YGC
FGC
五、GC日志是什么？
GC 日志记录：
什么时候GC
回收了多少内存
暂停了多久
例如：
[GC pause (G1 Evacuation Pause)
200M->50M(1024M)
10ms]
含义：
GC前：200M
GC后：50M
总堆：1024M
耗时：10ms
六、开启 GC 日志
JDK8：
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:gc.log
JDK9+：
-Xlog:gc*:file=gc.log
生成：
gc.log
七、GC日志怎么看？
示例：
[GC (Allocation Failure)
256M->32M(512M),
0.010s]
分析：
256M
GC前使用
32M
GC后使用
512M
总堆大小
10ms
GC耗时
重点关注：
GC频率
GC耗时
Full GC次数
八、什么样的GC是健康的？
例如：
每分钟Minor GC几次
正常。
如果：
每秒Minor GC
说明：
对象创建过快
如果：
频繁Full GC
通常：
内存配置不合理
或者：
内存泄漏
九、GC问题排查口诀
看到频繁GC：
先问：
对象太多？
内存太小？
泄漏？
不要直接改参数。
十、线上最常见问题：OOM
经典异常：
java.lang.OutOfMemoryError
OOM并不只有一种。
十一、Heap OOM
最常见。
异常：
java.lang.OutOfMemoryError:
Java heap space
示例：
List<byte[]> list =
new ArrayList<>();
while(true){
list.add(new byte[1024*1024]);
}
持续占用堆。
最终：
Heap OOM
十二、Metaspace OOM
异常：
OutOfMemoryError:
Metaspace
常见原因：
动态生成大量类
例如：
CGLIB
ByteBuddy
ASM
十三、栈溢出
异常：
StackOverflowError
示例：
public void test() {
test();
}
无限递归。
最终：
StackOverflowError
十四、Direct Memory OOM
异常：
Direct buffer memory
示例：
ByteBuffer.allocateDirect(
1024 * 1024);
大量创建。
常见于：
Netty
NIO
十五、OOM 排查第一步：Dump
生产环境必须开启：
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
发生OOM：
自动生成：
heap.hprof
文件。
十六、Heap Dump 是什么？
Heap Dump：
某一时刻
整个堆内存快照
包含：
所有对象
引用关系
对象大小
十七、查看堆情况
命令：
jmap -heap PID
查看：
堆大小
GC配置
各区域使用率
查看对象统计：
jmap -histo PID
输出：
num
instances
bytes
class name
例如：
1:
500000
40000000
java.lang.String
说明：
String过多
十八、MAT 工具分析 Dump
MAT：
Memory Analyzer Tool
JVM排查神器。
打开：
heap.hprof
重点看：
Leak Suspects
例如：
static HashMap
引用：
200万对象
立即发现问题。
十九、经典内存泄漏案例
错误代码：
public class Cache {
private static final List<User>
USERS = new ArrayList<>();
}
业务不断：
USERS.add(user);
由于：
static变量
始终是 GC Root。
导致：
永远不会回收
最终：
OOM
二十、CPU 100% 如何排查？
很多线上事故：
CPU直接100%
第一步：
top -Hp PID
查看线程。
输出：
12345
线程ID。
转16进制：
printf "%x\n" 12345
例如：
3039
二十一、查看线程堆栈
命令：
jstack PID > stack.log
搜索：
nid=0x3039
找到问题线程。
例如：
while(true){
}
导致：
死循环
CPU100%。
二十二、死锁排查
代码：
synchronized(lock1){
synchronized(lock2){
}
}
另一个线程：
synchronized(lock2){
synchronized(lock1){
}
}
形成：
DeadLock
jstack：
jstack PID
直接输出：
Found one Java-level deadlock
二十三、频繁 Full GC 排查案例
现象：
接口越来越慢
监控：
Full GC
每分钟50次
jstat：
jstat -gc PID
发现：
Old区一直增长
Dump分析：
Order对象
300万
继续分析：
static Map<Long, Order>
缓存未清理。
解决：
Guava Cache
Redis
定时清理
问题解决。
二十四、GC 调优常见参数
设置初始堆：
-Xms4g
最大堆：
-Xmx4g
推荐：
Xms = Xmx
避免动态扩容。
G1停顿时间：
-XX:MaxGCPauseMillis=200
开启Dump：
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
Dump路径：
-XX:HeapDumpPath=/data/dump
二十五、线上 JVM 排查流程
记住这张图。
出现问题：
服务变慢
↓
查看：
top
↓
CPU高？
YES
↓
jstack
分析线程。
CPU正常？
↓
查看：
jstat -gc
分析GC。
GC频繁？
↓
jmap -histo
查看对象。
↓
MAT
分析Dump。
↓
定位泄漏对象。
二十六、面试高频题
Full GC频繁怎么办？
先看：
GC日志
再分析：
老年代对象
而不是直接调参数。
如何定位OOM？
步骤：
开启Dump
生成hprof
MAT分析
找到大对象
CPU 100% 怎么查？
步骤：
top
top -Hp
jstack
定位线程
jstack 有什么用？
查看：
线程状态
死锁
阻塞
MAT 最常看什么？
Leak Suspects
Dominator Tree
二十七、生产环境 JVM 参数模板
8G服务器
-server
-Xms4g
-Xmx4g
-XX:+UseG1GC
-XX:MaxGCPauseMillis=200
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/data/dump
-Xlog:gc*:file=/data/logs/gc.log
本章总结
线上 JVM 排查核心思路：
服务异常
│
▼
CPU高？
│
├── YES
│ ▼
│ jstack
│
└── NO
▼
GC频繁？
│
▼
jstat
│
▼
Full GC？
│
▼
Dump
│
▼
MAT
│
▼
找到泄漏对象
到这里，你已经掌握了 JVM 的：
- 内存结构
- GC 原理
- 垃圾收集器
- JVM 调优
- 线上故障排查
