兄弟們，咱們程序員對 GC（Garbage Collection，垃圾回收）真是又愛又恨。愛的是它幫你自動管理內(nèi)存，不用像 C++ 程序員那樣手動釋放內(nèi)存，恨的是它一旦抽風(fēng)，頻繁觸發(fā) FullGC，整個系統(tǒng)就像被踩了急剎車，用戶體驗直接崩盤。

我有個朋友，最近就遇到了這么個糟心事。他們公司的線上系統(tǒng)，每天要觸發(fā) 40 多次 FullGC，每次 FullGC 都要卡頓好幾秒，用戶投訴像雪片一樣飛來。老板拍桌子說：“再搞不定，你們都去喝西北風(fēng)！”

沒辦法，朋友只能硬著頭皮上。他打開 GC 日志一看，好家伙，老年代內(nèi)存使用率一直居高不下，每次 FullGC 后老年代內(nèi)存都只降了一點點，這明顯是內(nèi)存泄漏的節(jié)奏??！

一、內(nèi)存泄漏：程序員的 “漏風(fēng)棉襖”

內(nèi)存泄漏就像棉襖漏風(fēng)，剛開始你可能沒感覺，但時間一長，寒氣就會慢慢侵入你的身體。同樣，內(nèi)存泄漏剛開始可能不會對系統(tǒng)造成明顯影響，但隨著時間的推移，內(nèi)存會被慢慢耗盡，最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

朋友通過分析堆轉(zhuǎn)儲文件（Heap Dump），發(fā)現(xiàn)有一個靜態(tài)集合類持有了大量的對象，這些對象本應(yīng)該在方法執(zhí)行完畢后就被回收，但由于靜態(tài)集合的引用，它們一直無法被釋放。這就像你把一件舊衣服放在衣柜里，雖然你不再穿它，但它占用了衣柜的空間，導(dǎo)致新衣服沒地方放。

找到了問題所在，朋友果斷修改了代碼，不再使用靜態(tài)集合，而是改用線程局部變量（ThreadLocal）。這樣，每個線程都有自己的集合，方法執(zhí)行完畢后，集合中的對象就可以被自動回收了。

二、參數(shù)調(diào)優(yōu)：像調(diào)咖啡一樣調(diào) JVM

解決了內(nèi)存泄漏問題，朋友以為 FullGC 的問題就解決了，沒想到還是每天觸發(fā) 20 多次。這時候，他意識到可能需要調(diào)整 JVM 參數(shù)了。

JVM 參數(shù)調(diào)優(yōu)就像調(diào)咖啡，不同的參數(shù)組合會產(chǎn)生不同的效果。朋友根據(jù)系統(tǒng)的特點，調(diào)整了以下參數(shù)：

1. 堆內(nèi)存大小：將初始堆內(nèi)存（-Xms）和最大堆內(nèi)存（-Xmx）都設(shè)置為 8G，避免 JVM 在運(yùn)行過程中動態(tài)調(diào)整堆大小，減少性能波動。
2. 年輕代大小：將年輕代（-Xmn）設(shè)置為 2G，占整個堆內(nèi)存的 25%。年輕代越大，Minor GC 的頻率就越低，對象晉升到老年代的概率也越小。
3. 垃圾收集器：啟用 G1 垃圾收集器（-XX:+UseG1GC），G1 收集器采用分區(qū)收集算法，能夠更好地控制停頓時間，尤其適合大內(nèi)存場景。
4. 最大 GC 停頓時間：設(shè)置 - XX:MaxGCPauseMillis=200，告訴 G1 收集器，每次垃圾回收的停頓時間不要超過 200 毫秒。

調(diào)整完參數(shù)后，朋友滿心歡喜地部署了系統(tǒng)，結(jié)果 FullGC 還是每天觸發(fā) 10 多次。這時候，他意識到可能還有其他問題。

三、數(shù)據(jù)庫查詢：FullGC 的 “隱形殺手”

朋友仔細(xì)檢查了系統(tǒng)的日志，發(fā)現(xiàn)每次 FullGC 前，數(shù)據(jù)庫查詢的耗時都明顯增加。原來，系統(tǒng)中有一個接口，每次查詢都會返回大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在內(nèi)存中處理時，導(dǎo)致年輕代內(nèi)存迅速填滿，對象頻繁晉升到老年代，從而觸發(fā) FullGC。

為了解決這個問題，朋友對數(shù)據(jù)庫查詢進(jìn)行了優(yōu)化：

1. 加索引：對查詢條件字段添加索引，提高查詢效率。
2. 分頁查詢：將一次查詢大量數(shù)據(jù)改為分頁查詢，每次只返回一頁數(shù)據(jù)，減少內(nèi)存占用。
3. 批量操作：將多次單條插入改為批量插入，減少數(shù)據(jù)庫交互次數(shù)。

優(yōu)化完數(shù)據(jù)庫查詢后，F(xiàn)ullGC 的頻率明顯降低了，每天只觸發(fā) 5 次左右。但朋友并不滿足，他想要徹底解決 FullGC 的問題。

四、并發(fā)編程：FullGC 的 “加速器”

朋友發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中有一個異步任務(wù)，每次執(zhí)行都會創(chuàng)建大量的對象，這些對象在年輕代中無法及時回收，導(dǎo)致年輕代內(nèi)存迅速填滿，觸發(fā) Minor GC。而 Minor GC 后，仍然有大量的對象存活，晉升到老年代，從而觸發(fā) FullGC。

為了解決這個問題，朋友對異步任務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化：

1. 線程池優(yōu)化：調(diào)整線程池的核心線程數(shù)和最大線程數(shù)，避免線程頻繁創(chuàng)建和銷毀。
2. 對象復(fù)用：復(fù)用已經(jīng)創(chuàng)建的對象，減少對象的創(chuàng)建和銷毀次數(shù)。
3. 異步處理：將一些非關(guān)鍵業(yè)務(wù)邏輯改為異步處理，避免在主線程中創(chuàng)建大量對象。

優(yōu)化完異步任務(wù)后，F(xiàn)ullGC 的頻率進(jìn)一步降低，每天只觸發(fā) 2 次左右。但朋友還是覺得不夠，他想要做到 10 天觸發(fā)一次 FullGC。

五、JVM 監(jiān)控：FullGC 的 “照妖鏡”

朋友使用 Prometheus 和 Grafana 搭建了 JVM 監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控 JVM 的內(nèi)存使用情況、GC 頻率、線程狀態(tài)等指標(biāo)。通過監(jiān)控，他發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在一些大對象，這些大對象直接進(jìn)入老年代，導(dǎo)致老年代內(nèi)存迅速填滿，觸發(fā) FullGC。

為了解決這個問題，朋友對大對象進(jìn)行了優(yōu)化：

1. 對象拆分：將大對象拆分成多個小對象，減少單個對象的內(nèi)存占用。
2. 緩存優(yōu)化：使用緩存緩存頻繁訪問的大對象，避免重復(fù)創(chuàng)建。
3. 內(nèi)存分配策略：調(diào)整 JVM 的內(nèi)存分配策略，讓大對象盡可能在年輕代中分配。

優(yōu)化完大對象后，F(xiàn)ullGC 的頻率終于降到了 10 天一次。朋友的老板高興得合不攏嘴，說要給他漲工資。

六、總結(jié)：FullGC 優(yōu)化的 “葵花寶典”

通過這次 FullGC 優(yōu)化，朋友總結(jié)出了以下幾點經(jīng)驗：

1. 排查內(nèi)存泄漏：使用堆轉(zhuǎn)儲文件和分析工具，找出內(nèi)存泄漏的原因，并及時修復(fù)。
2. 調(diào)整 JVM 參數(shù)：根據(jù)系統(tǒng)的特點，調(diào)整堆內(nèi)存大小、年輕代大小、垃圾收集器等參數(shù)。
3. 優(yōu)化數(shù)據(jù)庫查詢：加索引、分頁查詢、批量操作等，減少數(shù)據(jù)庫查詢的耗時和內(nèi)存占用。
4. 優(yōu)化并發(fā)編程：調(diào)整線程池、復(fù)用對象、異步處理等，減少對象的創(chuàng)建和銷毀次數(shù)。
5. 監(jiān)控 JVM 狀態(tài)：使用監(jiān)控工具，實時監(jiān)控 JVM 的內(nèi)存使用情況、GC 頻率、線程狀態(tài)等指標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。

FullGC 優(yōu)化是一個系統(tǒng)工程，需要從多個方面入手。只要你掌握了正確的方法，就能夠?qū)?FullGC 的頻率降到最低，讓系統(tǒng)運(yùn)行得更加穩(wěn)定和高效。

FullGC 并不可怕，可怕的是你不知道如何優(yōu)化它。只要你用心去學(xué)習(xí)和實踐，就一定能夠成為 FullGC 優(yōu)化的高手。