问题

WX20200427-135904@2x

通过分析gc log发现,堆空间未使用完,但是发生了full gc

定位问题

查看gclog发现发生的fullgc 具体为 Metadata GC Threshold

2020-04-26T18:09:49.690+0800: 6.321: [Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 6432K->0K(193536K)] [ParOldGen: 13578K->13949K(819200K)] 20010K->13949K(1012736K), [Metaspace: 34096K->34093K(1081344K)], 0.1876140 secs] [Times: user=0.30 sys=0.02, real=0.18 secs]

通过arthas dashboard发现metaspace使用率在90%以上

Memory     used         total    max     usage
metaspace  95M         102M      -1      93.90%

故上述问题是metaspace空间不足导致的Full GC

Metaspace

随着JDK8的到来,JVM不再有PermGen。但类的元数据信息(metadata)还在,只不过不再是存储在连续的堆空间上,而是移动到叫做“Metaspace”的本地内存(Native memory)中。

metaspace的组成

  • Klass Metaspace:Klass Metaspace就是用来存klass的,klass是我们熟知的class文件在jvm里的运行时数据结构,不过有点要提的是我们看到的类似A.class其实是存在heap里的,是java.lang.Class的一个对象实例。这块内存是紧接着Heap的,和我们之前的perm一样,这块内存大小可通过-XX:CompressedClassSpaceSize参数来控制,这个参数前面提到了默认是1G,但是这块内存也可以没有,假如没有开启压缩指针就不会有这块内存,这种情况下klass都会存在NoKlass Metaspace里,另外如果我们把-Xmx设置大于32G的话,其实也是没有这块内存的,因为会这么大内存会关闭压缩指针开关。还有就是这块内存最多只会存在一块。
  • NoKlass Metaspace:NoKlass Metaspace专门来存klass相关的其他的内容,比如method,constantPool等,这块内存是由多块内存组合起来的,所以可以认为是不连续的内存块组成的。这块内存是必须的,虽然叫做NoKlass Metaspace,但是也其实可以存klass的内容,上面已经提到了对应场景。

Klass Metaspace和NoKlass Mestaspace都是所有classloader共享的,所以类加载器们要分配内存,但是每个类加载器都有一个SpaceManager,来管理属于这个类加载的内存小块。如果Klass Metaspace用完了,那就会OOM了,不过一般情况下不会,NoKlass Mestaspace是由一块块内存慢慢组合起来的,在没有达到限制条件的情况下,会不断加长这条链,让它可以持续工作。

元空间的本质和永久代类似,都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。因此,默认情况下,元空间的大小仅受本地内存限制,但可以通过以下参数来指定元空间的大小:

  • -XX:MetaspaceSize,初始空间大小,达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载,同时GC会对该值进行调整:如果释放了大量的空间,就适当降低该值;如果释放了很少的空间,那么在不超过MaxMetaspaceSize时,适当提高该值。
  • -XX:MaxMetaspaceSize,最大空间,默认是没有限制的。 也就是说你的系统内存上限是多少它就是多少
    除了上面两个指定大小的选项以外,还有两个与 GC 相关的属性:
  • -XX:MinMetaspaceFreeRatio,在GC之后,最小的Metaspace剩余空间容量的百分比,减少为分配空间所导致的垃圾收集
  • -XX:MaxMetaspaceFreeRatio,在GC之后,最大的Metaspace剩余空间容量的百分比,减少为释放空间所导致的垃圾收集
  • -verbose参数是为了获取类型加载和卸载的信息

故上述原因为,服务启动时,MetaspaceSize的初始值较小,故进行了多次Full GC,当进行Full GC后会调大MetaspaceSize的值,所以后续由Metaspace导致的Full GC会减少