JAVA高并发下CopyOnWriteList的GC问题与解决方案 大家好，今天我们来聊聊在高并发环境下使用 CopyOnWriteArrayList 时可能遇到的频繁GC问题，以及如何有效地解决这个问题。 CopyOnWriteArrayList 是 Java 并发包 java.util.concurrent 中的一个线程安全的 List 实现。它的核心思想是“写时复制”（Copy-On-Write），即每次修改List时，都会创建一个新的数组副本，并在副本上进行修改，最后将引用指向新的副本。这种机制保证了在读操作时不需要加锁，可以实现并发读取，非常适合读多写少的场景。 但是，在高并发的写操作场景下，频繁的数组复制会导致大量的临时对象产生，从而触发频繁的垃圾回收（GC），影响系统性能。接下来，我们将深入分析这个问题，并提供一系列的解决方案。 1. CopyOnWriteArrayList 的原理与特性 首先，我们来回顾一下 CopyOnWriteArrayList 的实现原理： 读操作： 所有读操作，例如 get(), size(), iterator() 等，都是直接在当前数组上进 …
JAVA高并发下对象创建过多导致GC频繁的诊断与解决方案
JAVA高并发下对象创建过多导致GC频繁的诊断与解决方案 大家好，今天我们来探讨一个在高并发Java应用中常见且棘手的问题：对象创建过多导致GC频繁。这个问题会严重影响应用的性能，导致响应时间变长，吞吐量下降，甚至OOM。我们将从诊断到解决方案，一步步深入分析，并通过代码示例来加深理解。 一、问题根源：对象创建与GC的关系 在Java中，对象的创建和销毁是自动的，由JVM的垃圾回收器（GC）负责。当应用频繁创建对象，且这些对象生命周期较短时，就会导致GC频繁执行。GC会暂停应用线程（Stop-The-World，STW），进行垃圾回收，这会直接影响应用的响应时间。 高并发场景下，大量的请求涌入，每个请求都需要创建对象来处理，如果对象创建速度超过GC回收速度，内存就会迅速增长，最终导致频繁的Full GC，甚至OOM。 二、诊断：如何发现对象创建过多导致的GC问题？ 诊断这类问题需要从监控入手，了解GC的频率、耗时以及内存的使用情况。 GC日志分析： 这是最常用的方法。通过配置JVM参数，可以开启GC日志，记录每次GC的详细信息。 开启GC日志： 在JVM启动参数中添加以下选项： -ve …
JVM G1 GC在SMP多核系统下并行Young GC负载不均衡？G1NUMA与UseNUMAInterleaving
JVM G1 GC 在 SMP 多核系统下并行 Young GC 负载不均衡问题剖析 大家好，今天我们来深入探讨一个在高性能 Java 应用中经常遇到的问题：JVM G1 GC 在对称多处理器 (SMP) 多核系统下，并行 Young GC 负载不均衡。我们将从 G1 GC 的基本原理出发，剖析负载不均衡的成因，并重点讨论 G1NUMA 和 UseNUMAInterleaving 这两个相关的 JVM 参数，最后给出一些可能的优化策略。 一、 G1 GC 的基本原理与 Young GC 并行机制 G1 (Garbage-First) 收集器是 HotSpot JVM 中的一种面向服务器的垃圾收集器，旨在替代 CMS 收集器，提供更高的预测性和可控的停顿时间。G1 将堆内存划分为多个大小相等的区域 (Region)，每个 Region 可以是 Eden、Survivor 或 Old 区。G1 的收集过程主要包括： Young GC: 回收 Eden 区和 Survivor 区的垃圾对象，并将存活对象复制到新的 Survivor 区或 Old 区。 Mixed GC: 回收部分 Old 区 …
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Shenandoah GC读屏障汇编指令开销超过5%？LoadReferenceBarrier向量化与SATB屏障消除
Shenandoah GC 读屏障：汇编指令开销、向量化与SATB屏障消除 各位听众，大家好。今天我们来深入探讨 Shenandoah GC 中的读屏障，特别是其汇编指令开销，以及如何通过向量化和 SATB (Snapshot-At-The-Beginning) 屏障消除来优化性能。 1. Shenandoah GC 读屏障简介 Shenandoah GC 是一种并发的、整理型的垃圾收集器，旨在提供亚毫秒级的停顿时间。为了实现这一目标，它采用了并发标记、并发整理等技术。这些并发操作需要读屏障来确保堆的一致性，防止“悬挂指针”问题。 简单来说，读屏障是在读取对象引用时执行的一段代码，用于检查被引用对象是否已经被移动或更新。如果对象已经被移动，读屏障需要采取一些措施，例如更新引用或返回 forwarding 指针，从而保证程序能够访问到正确的对象。 2. 读屏障的实现方式 读屏障的实现方式多种多样，常见的包括： Load Barrier： 在每次读取对象引用时执行。这是最直接的方式，但开销也最大。 Store Barrier： 在每次写入对象引用时执行。 Card Marking： 将堆划 …
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G1 GC SATB标记队列溢出触发Full GC停顿？G1SATBBufferEnqueueingThresholdPercent与并发线程数调优
G1 GC SATB标记队列溢出与并发线程数调优 大家好，今天我们来深入探讨G1垃圾回收器中SATB（Snapshot-At-The-Beginning）标记队列溢出所引发的Full GC停顿，以及如何通过调整G1SATBBufferEnqueueingThresholdPercent和并发线程数来优化GC性能。 G1 GC SATB 机制简介 在深入研究问题之前，我们需要了解G1 GC中SATB机制的基本原理。SATB是G1在并发标记阶段用于追踪并发执行过程中对象引用变化的机制。它主要解决以下问题： 并发修改导致的漏标： 在并发标记过程中，应用程序线程（Mutator）可能会修改对象之间的引用关系。如果没有合适的机制，可能导致原本应该被标记为存活的对象由于引用关系的修改而被误判为垃圾，最终被回收。 维护一致性快照： SATB机制记录并发标记开始时的堆状态快照，确保即使在标记过程中引用关系发生变化，也能正确追踪到所有在快照时被认为是可达的对象。 SATB的具体工作流程如下： 初始快照： 在并发标记开始时，G1 GC会创建一个堆的逻辑快照。这个快照并不是堆的物理拷贝，而是一种逻辑上的状态 …
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G1 GC Mixed GC停顿不稳定？-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent与Remembered Set优化
G1 GC Mixed GC 停顿不稳定？-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent 与 Remembered Set 优化 大家好，今天我们来深入探讨一下 G1 垃圾收集器（Garbage First Garbage Collector）在 Mixed GC 阶段停顿时间不稳定的问题，以及如何通过 -XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent 参数和 Remembered Set 优化来改善这种情况。 G1 GC 旨在实现高吞吐量和可预测的停顿时间。然而，在实际应用中，Mixed GC 阶段的停顿时间往往波动较大，成为 G1 GC 性能瓶颈之一。理解 Mixed GC 的工作原理，以及影响其性能的关键参数，对于优化 G1 GC 至关重要。 1. G1 GC 的基本概念回顾 在深入 Mixed GC 之前，我们先简单回顾一下 G1 GC 的一些基本概念： Region: G1 GC 将堆划分为多个大小相等的 Region，每个 Region 可以是 Eden、Survivor 或 Old Generation 的一部分。 CSet (Col …
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G1 GC Humongous Object回收效率低？对象大小阈值调整与Region预分配策略
G1 GC Humongous Object 回收效率低？对象大小阈值调整与 Region 预分配策略 大家好，今天我们来聊聊 G1 垃圾收集器 (Garbage First Garbage Collector) 在处理 Humongous Object (巨型对象) 时可能遇到的效率问题，以及如何通过调整对象大小阈值和优化 Region 预分配策略来提升性能。 G1 GC 简介与 Humongous Object 的概念 G1 是一款面向服务器应用的垃圾收集器，设计目标是在实现高吞吐量的同时，尽量缩短停顿时间。它将堆内存划分为多个大小相等的 Region (区域)，通常大小在 1MB 到 32MB 之间，每个 Region 可以被标记为 Eden、Survivor、Old 等不同类型。 与传统的垃圾收集器不同，G1 并不完全按照年老代和新生代的概念划分内存，而是基于 Region 进行回收。它会优先回收包含垃圾最多的 Region，因此被称为 "Garbage First"。 Humongous Object 指的是那些大小超过 Region 一半的对象。比如，如 …
CMS回收器废弃后GC停顿恶化？ZGC染色指针与Shenandoah读屏障选型实战
CMS回收器废弃后GC停顿恶化？ZGC染色指针与Shenandoah读屏障选型实战 各位同学，大家好。今天我们来聊聊一个在Java性能优化中非常重要的话题：CMS回收器废弃后，如何应对GC停顿恶化的问题。我们将深入探讨ZGC的染色指针技术和Shenandoah的读屏障机制，并通过实战案例来分析它们的适用场景，帮助大家在实际项目中做出更明智的选择。 1. CMS的谢幕与新生代GC的挑战 CMS（Concurrent Mark Sweep）垃圾回收器曾经是Java 8及之前版本中处理老年代GC的常见选择。它以并发标记和并发清除为特点，力求减少GC停顿时间。然而，CMS也存在着一些固有的缺陷，例如： 浮动垃圾： 在并发清除阶段，新产生的垃圾无法被本次GC回收，留到下次GC，造成浮动垃圾。 空间碎片： CMS使用标记-清除算法，容易产生内存碎片，当需要分配大对象时，可能触发Full GC。 并发阶段占用CPU资源： 并发标记和并发清除阶段会占用一定的CPU资源，影响应用程序的吞吐量。 由于这些缺陷，CMS在JDK 9中被标记为Deprecated，并在后续版本中被逐步移除。CMS的退出，使得G …
JAVA 服务频繁 Full GC？堆外内存与 DirectBuffer 泄漏排查
JAVA 服务频繁 Full GC？堆外内存与 DirectBuffer 泄漏排查 大家好，今天我们来聊聊一个比较棘手的问题：JAVA 服务频繁 Full GC，并深入探讨堆外内存与 DirectBuffer 泄漏的排查思路和方法。 Full GC 频繁发生会严重影响服务的性能和稳定性，甚至导致服务崩溃。 而堆外内存泄漏，尤其 DirectBuffer 的泄漏，往往隐藏更深，更难定位。 一、Full GC 的成因与影响 首先，我们需要了解 Full GC 到底是什么，以及为什么它会影响性能。 1. 什么是 Full GC？ 垃圾回收（GC）是 JVM 自动进行内存管理的关键机制。 Full GC 是指 JVM 对整个堆内存（包括年轻代和老年代）进行垃圾回收。 相对而言，Minor GC 只回收年轻代。 2. Full GC 的成因 Full GC 触发的原因有很多，常见的包括： 老年代空间不足： 这是最常见的原因。当老年代无法容纳新的对象时，就会触发 Full GC。 System.gc() 的调用： 尽管不建议手动调用 System.gc()，但它仍然会被开发者使用，强制触发 Ful …
JAVA 程序频繁触发 Full GC？老年代调优与对象分配策略详解
JAVA 程序频繁触发 Full GC？老年代调优与对象分配策略详解 大家好，今天我们来聊聊 Java 程序中一个常见的问题：频繁触发 Full GC (Full Garbage Collection)。 Full GC 的发生意味着 JVM 需要对整个堆内存（包括新生代和老年代）进行垃圾回收，这个过程通常会Stop-The-World (STW)，暂停所有应用程序线程，导致程序性能显著下降，甚至出现卡顿。 我们的目标是理解 Full GC 频繁发生的原因，并学会如何通过调整老年代配置和优化对象分配策略来减少 Full GC 的发生，提升 Java 程序的性能和稳定性。 1. 理解 Full GC 的触发条件 Full GC 的触发条件比 Minor GC 复杂一些。一般来说，以下情况会触发 Full GC： 老年代空间不足： 这是最常见的原因。当老年代空间不足以存放新晋升的对象时，JVM 会尝试进行 Full GC 来回收老年代空间。如果 Full GC 后仍然无法腾出足够的空间，就会抛出 OutOfMemoryError: Java heap space 异常。 System.gc …