对于不同 GC 和堆内存测试笔记

你的名字 2023-01-10 14:41 53阅读 0赞

对于不同 GC 和堆内存的测试笔记

## 测试代码 ##

import java.util.Random;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.atomic.LongAdder;
    /* 演示GC日志生成与解读 */
    public class GCLogAnalysis { 
        private static Random random = new Random();
        public static void main(String[] args) { 
            // 当前毫秒时间戳
            long startMillis = System.currentTimeMillis();
            // 持续运行毫秒数; 可根据需要进行修改
            long timeoutMillis = TimeUnit.SECONDS.toMillis(1);
            // 结束时间戳
            long endMillis = startMillis + timeoutMillis;
            LongAdder counter = new LongAdder();
            System.out.println("正在执行...");
            // 缓存一部分对象; 进入老年代
            int cacheSize = 2000;
            Object[] cachedGarbage = new Object[cacheSize];
            // 在此时间范围内,持续循环
            while (System.currentTimeMillis() < endMillis) { 
                // 生成垃圾对象
                Object garbage = generateGarbage(100*1024);
                counter.increment();
                int randomIndex = random.nextInt(2 * cacheSize);
                if (randomIndex < cacheSize) { 
                    cachedGarbage[randomIndex] = garbage;
                }
            }
            System.out.println("执行结束!共生成对象次数:" + counter.longValue());
        }
    
        // 生成对象
        private static Object generateGarbage(int max) { 
            int randomSize = random.nextInt(max);
            int type = randomSize % 4;
            Object result = null;
            switch (type) { 
                case 0:
                    result = new int[randomSize];
                    break;
                case 1:
                    result = new byte[randomSize];
                    break;
                case 2:
                    result = new double[randomSize];
                    break;
                default:
                    StringBuilder builder = new StringBuilder();
                    String randomString = "randomString-Anything";
                    while (builder.length() < randomSize) { 
                        builder.append(randomString);
                        builder.append(max);
                        builder.append(randomSize);
                    }
                    result = builder.toString();
                    break;
            }
            return result;
        }
    }

本人环境  
jdk11  
mac os 11.x系统

以下测试基本每个参数测试次数在15~20次左右，基本近似取平均值，可能存在误差

不同机器测试可能存在误差，但大体不差；

> 分别测试了从128 256 512 1g 2g 到 4g 不通垃圾回收器下创建对象数量以及full gc时间大小对比

## 垃圾回收器 ##

### 串行垃圾回收 ###

java -XX:+UseSerialGC -Xms128m -Xmx128m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 2-3ms左右 ， full gc时间大概 2ms ~ 10ms 左右 不等

java -XX:+UseSerialGC -Xms256m -Xmx256m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 10ms左右 ， full gc时间大概 2ms ~ 15ms 左右 不等

java -XX:+UseSerialGC -Xms512m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在1W4左右 young gc 时间大概在 30ms左右 ， full gc时间大概 30ms

java -XX:+UseSerialGC -Xms1g -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在1W4 到 近1w6之间 young gc 时间大概在 40 ~ 70 ms 不等 ， full gc时间…

java -XX:+UseSerialGC -Xms2g -Xmx2g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w3左右 young gc 时间大概在 90-120ms 不等 ， full gc时间…

java -XX:+UseSerialGC -Xms4g -Xmx4g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w左右 young gc 时间大概在 140-170ms 不等 ， full gc时间…

`总结`

可以看到在堆内存越来越大时候，创建对象数量先变大大概在1g的时候数量是最多的，young gc次数也慢慢变多  
gc时间越来越长，几乎是指数上升

### 并行GC ###

java -XX:+UseParallelGC -Xms128m -Xmx128m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 2-3ms左右 ， full gc时间大概 2ms ~ 7ms 左右 不等

java -XX:+UseParallelGC -Xms256m -Xmx256m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 1-10ms左右 ， full gc时间大概 7ms ~ 15ms 左右 不等

java -XX:+UseParallelGC -Xms512m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在1W2 - 1w4左右 young gc 时间大概在 5ms左右 ， full gc时间大概 15-28ms

java -XX:+UseParallelGC -Xms1g -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在1W7左右 young gc 时间大概在 5-9ms ，偶尔 10+ms 不等 ， full gc时间 30ms内

java -XX:+UseParallelGC -Xms2g -Xmx2g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w6左右 young gc 时间大概在 10-50ms 不等 ， full gc时间…

java -XX:+UseParallelGC -Xms4g -Xmx4g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w-1.2w左右 young gc 时间大概在 100m左右 ， full gc时间…

`总结`

创建对象数量随着内存的大小 逐渐变大进而变小  
gc时间在堆内存大小1g开始时候 垃圾回收时间基本是串行回收期的一般时间

## CMS ##

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xms128m -Xmx128m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 5-10ms左右 ， full gc时间大概 10ms ~ 20ms 左右 不等

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xms256m -Xmx256m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 10-20+ms左右 ， full gc时间大概 20ms ~ 30ms 左右 不等

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xms512m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w4左右 young gc 时间大概在 20-40ms左右 ， full gc时间大概 20-40ms

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xms1g -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在1W4左右 young gc 时间大概在 30-50ms ， full gc时间 …

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xms2g -Xmx2g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w2左右 young gc 时间大概在 60-100ms 不等 ， full gc时间…

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -Xms4g -Xmx4g -XX:+PrintGCDetails GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1.2w左右 young gc 时间大概在 60-100m左右 ， full gc时间…

`总结`

可以看到 cms创建对象数量不是很多，吞吐量不如并发甚至串行收集器，垃圾回收时间与并行回收相差无异。

## G1 ##

java -XX:+UseG1GC -Xms128m -Xmx128m -XX:+PrintGC GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 0.1~0.2ms左右 ， full gc时间大概 1ms ~ 2ms 左右 不等

但gc次数达50~110次不等

java -XX:+UseG1GC -Xms256m -Xmx256m -XX:+PrintGC GCLogAnalysis

> oom young gc 时间大概在 0.5ms左右 ， full gc时间大概 1ms ~ 2ms 左右 不等

gc次数达 100~200次不等

java -XX:+UseG1GC -Xms512m -Xmx512m -XX:+PrintGC GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1w6左右 young gc 时间大概在 0.5-0.7ms左右， full gc时间大概 1 ~ 2ms

gc次数达 170~200次不等

java -XX:+UseG1GC -Xms1g -Xmx1g -XX:+PrintGC GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在2.1W左右 young gc 时间大概在 0.5-3ms,个别 10+ms full gc时间 …

gc次数达 50次左右

java -XX:+UseG1GC -Xms2g -Xmx2g -XX:+PrintGC GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1.6-1.8w左右 young gc 时间大概在 10+ms ~ 40ms 不等 ， full gc时间…

gc次数达 10~40次左右

java -XX:+UseG1GC -Xms4g -Xmx4g -XX:+PrintGC GCLogAnalysis

> 大概创建对象数量在 1.6w左右 young gc 时间大概在 20+ms ~ 50ms 不等,个别90ms ， full gc时间…

gc次数达 10~20次左右

## 总结 ##

1 从 128m到256m 由于对大小小于创建对象占用的大小，导致oom，此种情况下；内存越小不管是yong gc 和 full gc次数会频繁触发，导致大量时间在做gc；  
2 同等内存大小情况下 串行gc 时间 几乎是 并行gc的二倍；  
3 内存越大的情况下 G1 回收的效率越高，gc时间比其他回收器时间短、内存越大g1效果越好；  
4 可以看到内存越大的情况下g1的垃圾回收基本优于串行 并行 以及 cms 不管是从吞吐量和gc时间来说；  
5 cms 于 吞吐量相对于其他回收器明显存在劣势，回收时间不太稳定；