FGC实战：如何用Idea揪出开源组件调用System.gc导致频繁FGC

快来打我* 2022-01-05 07:57 184阅读 0赞

## FGC实战：如何用Idea揪出开源组件调用System.gc导致频繁FGC  ##

某天上午收到最近发布的一个服务**频繁FGC**的告警，这个服务只是给公司内部相关人员使用的，并非给互联网用户提供服务的系统。而且功能也比较简单，就是查看一些统计信息、报表数据、数据导出Excel等，访问量非常低。

另外，由于这个服务并不是OLTP，所以就是简单的使用默认的ParallGC垃圾回收器，JVM参数也只是做了简单的配置：

-Xmx512m -Xms512m -Xmn256m XX:+PrintGCDetails  -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/log/gc/gc.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/log/dump

# 关键线索 #

废话不多说，既然有FGC，那就首先查看GC日志。毕竟FGC的原因还是比较多的，GC日志也是**最直观**的展示FGC原因的证据之一。

> 这里要补充一句，我们在排查问题时，切记不要靠自己的主观意识猜测，而应该做到每一步的推断都有理有据，这样才能越来越接近真相，找出真正的凶手。

GC日志中寻找FGC的命令以及结果如下所示（只贴出部分）：

afeideMacBook-Pro:jvm afei$ grep "full gc" -i gc.log
    2019-06-15T09:35:04.168-0800: [Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 6963K->0K(229376K)] [ParOldGen: 8K->6793K(262144K)] 6971K->6793K(491520K), [Metaspace: 5160K->5160K(1056768K)], 0.0085889 secs] [Times: user=0.03 sys=0.01, real=0.01 secs]
    2019-06-15T09:40:08.520-0800: [Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 5184K->0K(229376K)] [ParOldGen: 6793K->6090K(262144K)] 11977K->6090K(491520K), [Metaspace: 5168K->5168K(1056768K)], 0.0085573 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs]
    ... ...

根据这段GC日志就能非常肯定：**是因为某些地方调用System.gc()触发的FGC**。

因为这个服务访问亮比较小，并发量并不高。所以，笔者想看看触发FGC的时候，服务被调用了什么接口（如果是并发很高的OLTP，这种方法可能就不是很适用，毕竟每秒TPS成百上千，甚至更大，根本无法确定是哪个接口引起的）。

以上面这段FGC日志，根据其触发的时间点，然后去系统业务日志中查找。很顺利我们就找到了这个时候是调用了一个导出报表数据到Excel并下载的接口。一开始我还有点怀疑会不会是导出数据量很大引起FGC，但是后面走读业务代码，发现导出数据限制最大不超过1000，所以，这个猜想也就被否定了。

# 重现问题 #

既然是导出Excel引起的，那么笔者就打算模拟这段代码，试图以最小量的代码看是否能重现这个问题。毕竟：**范围越小，距离真相也就越近**。

所以，笔者根据这个接口的业务代码，等价的写出了下面这段代码：

public class JxlTest {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                excelGen();
            }
        }
    
        private static void excelGen() throws Exception {
            WritableWorkbook book = null;
            WritableSheet sheet;
            try {
                book = Workbook.createWorkbook(new File("/Users/litian/afei.xls"));
                sheet = book.createSheet("PageNo.1", 0);
                Label label = new Label(0, 0, "公众号：【阿飞的博客】");
                sheet.addCell(label);
                book.write();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                book.close();
            }
        }
    }

配套的JVM参数如下，接下来运行这段代码即可。过程是如此顺利，10次Excel操作，10次FGC：

-XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails
    -Xmx512m -Xms512m -Xmn256m
    -verbose:gc

> 之所以用这段JVM参数，是为了希望通过**-verbose:gc**将GC日志直接输出到idea的控制台，而不是将GC日志输出到GC日志文件中，这样更方便定位问题。而且这段JVM参数相比生产环境的JVM参数，堆的大小和比例都是一样的，垃圾回收器也都是默认的。

既然重现问题了，那就相当于问题解决了一半。窃喜，哈哈哈～～～

# 另辟蹊径 #

事实上定位这种问题最常见的方法还是借助**btrace**跟踪是哪里调用了System.gc()，毕竟，如果不能像笔者这种场景用一段很小的代码重现问题，笔者接下来介绍的方法可行性就不是很高。但是既然重现了，那么笔者今天就介绍另外一个门槛更低的办法：**借助IDEA强大的搜索功能**。毕竟定位问题不是为了炫技，只要能找出问题的办法，都是好办法。

需要说明的，这段代码笔者是在一个新建的Maven工程中运行的，这段代码只依赖了一个jxl。之所以这么做，是为了笔者接下来介绍的方法能更精确的定位问题所在：

<dependency>
        <groupId>net.sourceforge.jexcelapi</groupId>
        <artifactId>jxl</artifactId>
        <version>2.6.12</version>
    </dependency>

接下来就是笔者介绍的方法：如何通过牛逼的IDEA找出是哪里调用了System.gc()。在搜索触发FGC的元凶之前，需要先下载jxl的源码--这段重现问题源码唯一的Maven依赖。这个下载必不可少，否则IDEA是无法搜到的：

Download Sources

jxl源码下载完成后，就是打开IDEA强大的搜索了，由于有些同学是Window，有些同学是Mac，快捷键可能不同。所以笔者不介绍打开这个搜索功能的快捷键，而是介绍打开这个搜索功能的路径：

# 这里是Find in Path，而不是Find
    Edit->Find->Find in Path 
    # 范围选择
    Scope->Custom->Project and Libraries

需要再次强调，一定要先通过idea下载jxl的源码，否则`Find in Path`是搜不到项目依赖的jxl中的内容。如下图所示，只能搜到jdk源码中哪些地方调用了System.gc()：

Find in Path

如果jxl源码下载后，`Find in Path`中选择范围`Project and Libraries`后搜索`System.gc()`的结果应该如下所示，红色框中就是依赖的开源组件jxl调用System.gc的地方：

System.gc

现在范围就很小很小了，经过代码排查，我们很快就发现是在调用WritableWorkbook的close()方法时调用了System.gc()，从而触发了FGC。

很多同学可能会想到通过JVM参数**-XX:+DisableExplicitGC**来屏蔽掉System.gc()的调用，这不是解决问题，而是掩盖问题。而且事实上，这里还有更好的办法，请继续往下看。

# 解决方案 #

我们排查jxl中所有调用System.gc()的地方，发现都是下面这种姿势。Bingo，那么我们只需要将workbookSettings中gcDisabled这个字段的值设置为true就不会调用System.gc了：

if (!workbookSettings.getGCDisabled())
    {
      System.gc();
    }

gcDisabled设置为true非常简单，只需要稍微改造一下**Workbook.createWorkbook()**即可：

WorkbookSettings settings = new WorkbookSettings();
    settings.setGCDisabled(true);
    book = Workbook.createWorkbook(new File("/Users/litian/afei.xls"), settings);

代码改造后再次执行，再也不会有调用System.gc触发FGC了。美滋滋呀～～

需要说明的是，最后还需要对这段代码进行压测，不断循环调用，看看是否GC异常，或者有堆外内存泄漏的情况（堆外内存只升不降）。幸运的是，没有任何问题。开心！