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概述
一般來我們公司面試，我都會習(xí)慣性地問點(diǎn)JVM相關(guān)的問題，當(dāng)然如果他覺得JVM掌握得不錯(cuò)，我會適當(dāng)多問點(diǎn)，畢竟知音難覓，難得在這么一條”狹路上相逢”。
比如今天要說的這個(gè)問題，就是我經(jīng)常問的一個(gè)問題，只是和我之前排查過的場景有些區(qū)別，屬于另外一種情況。也許我這里講了這個(gè)之后，會成為不少公司JVM必問之題，所以本文還是值得大家好好看看的，相信也會讓你很有收獲，我把這個(gè)問題簡單歸納為Hotspot GC研發(fā)工程師也許漏掉了一塊邏輯。
昨天美團(tuán)的一個(gè)小伙伴在群里問了一個(gè)問題，如下圖所示，在上一次YGC之后，from space的使用率是12%，但是在下一次YGC準(zhǔn)備發(fā)生的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)from space的使用率變成了99%。
OK，看到這里，請停下來思考10秒鐘，想想這個(gè)現(xiàn)象是否正常。
- 如果你覺得這個(gè)現(xiàn)象不正常，說明你對JVM內(nèi)存分析有一定的理解，但還是沒有完全理解。
- 如果你覺得這個(gè)現(xiàn)象沒問題，絕大部分說明你對JVM內(nèi)存分配還不夠熟悉，極少部分情況說明你對它已經(jīng)非常熟悉了，對它實(shí)現(xiàn)上的優(yōu)缺點(diǎn)都了如指掌了。
那請問你是屬于哪種呢？
其實(shí)簡化下來的問題就是:
非GC過程中，新創(chuàng)建的對象可能在from space里分配嗎？
JVM內(nèi)存分配
JVM內(nèi)存分配說簡單也簡單，說復(fù)雜也復(fù)雜，不過我這里不打算說很細(xì)，因?yàn)橐堕_講，基本可以講幾個(gè)小時(shí)，我這里只挑大家熟知的來聊。暫時(shí)把大家歸結(jié)為上面的***種情況。
大家知道Java Heap主要由新生代和老生代組成，而新生代又分別由eden+s0(from space)+s1(to space)構(gòu)成，通常情況下s0或者s1有一塊是空的，主要用來做GC copy。
當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)對象的時(shí)候，會申請分配一塊內(nèi)存，這塊內(nèi)存主要在新生代里分配，并且是在eden里分配，當(dāng)然某些特殊情況可以直接到老生代去分配，按照這種規(guī)則，正常情況下怎么也輪不到到from space去分配內(nèi)存，因此在上次GC完之后到下次GC之前不可能去from space分配內(nèi)存。
事實(shí)是怎樣呢
那到底是不是這樣呢？從上面的GC日志來看顯然不是這樣，我之前有過一次經(jīng)驗(yàn)是這種情況和GC Locker有關(guān)，當(dāng)時(shí)在群里要美團(tuán)的同學(xué)把后面的日志發(fā)全一點(diǎn)驗(yàn)證下，結(jié)果比較意外，不是我之前碰到的情況，因此我要了整個(gè)完整的GC日志，下面簡單描述下我對這個(gè)問題的思考過程。
我拿到GC日志后，***件事就是找到對應(yīng)的GC日志上下文，這種詭異的現(xiàn)象到底是偶爾發(fā)生的還是一直存在，于是我整個(gè)日志搜索from space 409600K, 99%，找到***次情況發(fā)生的位置，發(fā)現(xiàn)并不是一開始就有這種情況的，而是到某個(gè)時(shí)候才開始有，并且全部集中在中間某一段時(shí)間里，那我立馬看了下***次發(fā)生的時(shí)候的上下文，發(fā)現(xiàn)之前有過一次Full GC和一次CMS GC。
再找了***一次發(fā)生的時(shí)候后面的情況
發(fā)現(xiàn)也有次Full GC，那綜合這兩種情況，我基本得出了一個(gè)大致的結(jié)論，可能和Full GC有關(guān)。
源碼驗(yàn)證
帶著疑惑我開始找相關(guān)源碼來驗(yàn)證，因?yàn)槲抑烙袕膄rom space分配的情況，于是直接找到了對應(yīng)的方法
從上面的代碼我們可以做一些分析，首先從日志上我們排除了GC Locker的問題，如果是GC Locker，那在JDK8下默認(rèn)會打印出相關(guān)的cause，但是實(shí)際上gc發(fā)生的原因是因?yàn)榉峙涫∷拢谑侵攸c(diǎn)落在了should_allocate_from_space上
- bool should_allocate_from_space() const {
- return _should_allocate_from_space;
- }
那接下來就是找什么地方會設(shè)置這個(gè)屬性為true，找到了以下源碼
這是gc發(fā)生之后的一些處理邏輯，并且是full為true的情況，那意味著肯定是Full GC發(fā)生之后才有可能設(shè)置這個(gè)屬性set_should_allocate_from_space()，并且也只有在Full GC之后才可能清理這個(gè)屬性clear_should_allocate_from_space()，那基本就和我們的現(xiàn)象吻合了。
那是不是所有的Full GC發(fā)生之后都會這樣呢，從上面的代碼來看顯然不是，只有當(dāng)!collection_attempt_is_safe() && !_eden_space->is_empty()為true的時(shí)候才會有這種情況，這里我簡單說下可能的場景，當(dāng)我們因?yàn)榉峙鋬?nèi)存不得已發(fā)生了一次Full GC的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)GC效果不怎么樣，甚至eden里還有對象，老生代也基本是滿的，老生代里的內(nèi)存也不足以容納eden里的對象，此時(shí)就會發(fā)生上面的情況。
不過隨著時(shí)間的推移，有可能接下來有好轉(zhuǎn)，比如做一次CMS GC或許就能把老生代的一些內(nèi)存釋放掉，那其實(shí)整個(gè)內(nèi)存就又恢復(fù)了正常，但是這帶來的一個(gè)問題就是發(fā)現(xiàn)后面經(jīng)常會發(fā)生從from space里分配內(nèi)存的情況，也就是我們這次碰到的問題，直到下次Full GC發(fā)生之后才會解封，所以我們哪怕執(zhí)行一次jmap -histo:live也足以解封。
GC研發(fā)工程師漏掉的邏輯？
那這樣其實(shí)帶來了一個(gè)新的問題，那就是會讓更多的對象盡快晉升到老生代，這會促使老生代GC變得相對比較頻繁，我感覺這其實(shí)應(yīng)該算是JVM的一個(gè)bug，或許更應(yīng)該說是GC研發(fā)工程師不小心漏掉了一塊邏輯。
我覺得一個(gè)合理的做法是如果后面有CMS GC，那在CMS GC之后，應(yīng)該主動clear_should_allocate_from_space()，也就是在CMS GC的sweep階段執(zhí)行完之后執(zhí)行上面的邏輯，這樣就會有一定保證，事實(shí)上，我們從sweep的源碼里也看到了部分端倪，***調(diào)用了gch->clear_incremental_collection_failed(),所以我個(gè)人以為是Hotspot GC開發(fā)的同學(xué)忘記做這件事情了，只需要在gch->clear_incremental_collection_failed()后面調(diào)用新生代的clear_should_allocate_from_space()即可解決此類問題。
結(jié)語
至此應(yīng)該大家知道問題答案了，實(shí)際上是可能在from space里直接分配對象的，但是現(xiàn)在的實(shí)現(xiàn)可能存在一些問題會導(dǎo)致老生代GC變得頻繁。到底這個(gè)問題要不要提給OpenJDK社區(qū)呢，不過我的老團(tuán)隊(duì)阿里AJDK，這個(gè)問題我覺得應(yīng)該可以修復(fù)一下吧，哈哈哈。
對了，大家如果有GC上的有意思的現(xiàn)象都可以發(fā)郵件給我，我很樂意和大家一起一探究竟。
【本文是專欄作者李嘉鵬的原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請通過微信公眾號(你假笨，id:lovestblog)聯(lián)系作者本人獲取授權(quán)】
文章標(biāo)題：假笨說-來一道PerfMa面試必考的GC題(肯定漲姿勢)
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