對于高并發通路量的電商、物聯網、金融、社交等系統來說，JVM記憶體優化是非常有必要的，可以提高系統的吞吐量和性能。通常調優的首選方式是減少FGC次數或者FGC時間，以避免系統過多地暫停。FGC達到理想值後，比如一天或者兩天觸發一次FGC。FCT時間優化為100～300毫秒後，再減少YoungGC次數或者YoungGC時間，YoungGC仍然會消耗CPU資源，優化YoungGC調用次數和消耗的CPU資源，可以提高系統的吞吐量。
優化GC前，必須擷取GC的實際使用情況，最好的方式是通過CG Log收集垃圾回收日志，通過一些可視化工具檢視垃圾回收分析資料，比如GCEasy。持續優化和對比優化前後的GC Log，能确認吞吐量和性能是否得到提升。
下面推薦幾個常用的記憶體分析指令和工具
jstat指令
JDK自帶的jstat指令用于檢視虛拟機垃圾回收的情況，如下指令使用gcutil參數輸出堆記憶體使用情況統計：
jstat –gcutil -h 20 pid 1000 100
此指令顯示程序為pid的記憶體使用彙總，1000毫秒輸出一次，總共輸出100行。-h 20表示每20行輸出一次表頭。-gcutil表示顯示JVM記憶體使用彙總統計：
清單顯示了虛拟機各個代的使用情況，描述了堆記憶體的使用占比和垃圾回收次數，以及占用時間，具體含義如下：
- S0，第一個幸存區使用比值。
- S1，第二個幸存區的使用率。
- E，伊甸園區的使用比值。
- O，老年代。
- M，方法區、元空間使用率。
- CCS，壓縮使用比值。
- YGC，年輕代垃圾回收次數。
- YGCT，年輕帶垃圾回收占用時間。
- FGC，全局垃圾回收次數，這對性能影響至關重要。
- FGCT，全局垃圾回收的消耗時間。
- GCT，總的垃圾回收時間。
可以看到S0、S1、E變化頻率高，說明程式在頻繁建立生命周期短的對象，FGC為0，表示還未做過全局垃圾回收。如果FGC變化頻率很高，則說明系統性能和吞吐量将下降，或者可能出現記憶體溢出。
其他檢視彙總資訊的常用選項如下：
- -gc，類似gcutil，gcutil以百分比形式顯示記憶體的使用情況，gc顯示的是記憶體占用的位元組數，以KB的形式輸出堆記憶體的使用情況。
- -gccause，類似gcutil，額外輸出GC的原因。
jmap指令
jmap指令用于儲存虛拟機記憶體鏡像到檔案中，然後可以使用JVisualVM或者MAT工具進行進一步分析。指令如下：
jmap -dump:format=b,file=filename.hprof pid
需要注意，實際系統會有2GB到8GB記憶體，此指令會導緻虛拟機暫停工作1～3秒。還有一種是被動擷取方式，當虛拟機出現記憶體溢出的時候，會主動“dump”記憶體檔案。添加虛拟機啟動參數：
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof
當虛拟機判斷達到記憶體溢出觸發條件的時候，會有如下輸出并儲存鏡像檔案：
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to heapdump.hprof ...
當獲得鏡像檔案後，打開JvisualVM工具，選擇菜單“File”，點選裝入，選擇我們儲存過的dump檔案，這時面闆會打開記憶體鏡像檔案。打開較大的記憶體鏡像檔案需要較長的時間，需要耐心等候，其他工具，如MAT，或者商業的YourKit Java Profiler打開鏡像檔案更快，分析功能更強大。
GCeasy
GCeasy是一個分析GC日志檔案的線上網站，能根據上傳的GC日志，以圖表形式顯示GC回收過程和統計資料。下圖顯示的是GC性能的統計情況，如吞吐量顯示為99.935%，說明隻有少量CPU資源用于垃圾回收。最長的GC時間是20毫秒，屬于正常範圍。在測試JVM參數調整是否能增加吞吐量，減小垃圾回收占用的CPU時，可以使用這個統計功能。
下圖統計了GC總的時間和回收的位元組數，也顯示了Full GC的統計情況。
JMC
Java Mission Control簡稱JMC，是JDK自帶的工具，是一個高性能的對象監視、管理、産生時間分析和診斷的工具套件，筆者主要用來追蹤熱點代碼與熱點線程，是主要的記憶體優化調優工具。
類似JVisualVM，通過JMX連接配接進入JMC控制台。
通過連接配接到遠端JVM程序後，可以執行飛行記錄（FlightRecord），選擇飛行記錄存放的路徑與執行時間即可，如下圖所示。需要注意的是，執行飛行記錄功能時會對目前JVM程序有一定的性能影響（大約為5%～10%），是以建議JMC連接配接隔離環境中的伺服器并執行飛行記錄功能。
通過一段時間的記錄，飛行記錄可以反映線程的繁忙程度，以及CPU的熱點方法。
使用熱點方法可以直接找到最耗時的幾個方法，對熱點方法重點優化就可以使CPU的使用率下降一大截。
飛行記錄還可以反映記憶體增長的熱點方法，以及顯示機關時間内建立的最多對象的方法。下圖為找到的記憶體對象中建立的最多的char[]的方法，一個是Fastjson，另一個是Kryo。
小結：通過JMC的熱點方法的統計結果可以有針對性地進行優化，筆者通過對線上系統進行優化使得CPU使用率下降了40%、記憶體GC頻率下降了100%以上。
MAT
MAT是Memory Analyzer的簡稱，它是一款功能強大的Java堆記憶體分析器，可以分析具有數億個對象的記憶體鏡像，快速計算對象大小，自動找到嫌疑的洩漏對象并形成記憶體洩漏報告。MAT是基于Eclipse開發的，是一款免費的記憶體鏡像分析工具，是筆者發現記憶體洩漏原因的主要工具。
通過File-Open Heap Dump可以打開記憶體鏡像檔案，顯示内容如下圖所示。
它提供了Leak Suspects 報告，輸出有可能發生記憶體洩漏的對象。
OQL
OQL語句類似SQL語句，可以在VisualVM、MAT等大多數記憶體鏡像分析工具中執行，完成對象查找任務。
來源：https://mp.weixin.qq.com/s/mC02prjMO0aNvG5lgLpQMA