在 Java 中，Full GC（完全垃圾回收）會對整個堆（包括年輕代和老年代，甚至可能包括永久代/元空間）進行垃圾回收，通常會導致較長的停頓（STW，Stop-The-World）。如果 Full GC 頻繁發生，可能會影響應用的性能，甚至導致 OOM（OutOfMemoryError）。以下是排查 Full GC 的方法和工具：

1. 啟用 GC 日志進行分析

（1）JDK 8 及以下版本

在 JVM 啟動參數中添加：

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:gc.log

解釋：

• -XX:+PrintGCDetails：輸出 GC 詳細信息。
• -XX:+PrintGCDateStamps：打印 GC 發生的時間戳。
• -Xloggc:gc.log：指定 GC 日志文件。

GC 日志示例：

2025-02-28T10:00:00.123+0000: [Full GC (System.gc())  [PSYoungGen: 1024K->0K(2048K)] [ParOldGen: 4096K->1024K(8192K)], 0.2356780 secs] 

分析重點：

• Full GC (System.gc())：說明 GC 是由 System.gc() 觸發的。
• ParOldGen: 4096K->1024K(8192K)：老年代的使用變化。
• 0.2356780 secs：GC 停頓時間。

（2）JDK 9 及以上

JDK 9 引入了 統一日志框架（JEP 158），可以使用 -Xlog 進行更細粒度的 GC 日志控制：

-Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags

示例：

[2025-02-28T10:00:00.123+0000][info][gc] GC(5) Pause Full (G1 Evacuation Pause) 235ms

2. 使用 jstat 監控 GC

jstat 是 JDK 自帶的工具，可以用來實時監控 GC 的情況。

（1）查看 GC 統計信息

jstat -gcutil <pid> 1000

示例輸出：

  S0     S1     E      O      M     CCS   YGC    YGCT   FGC   FGCT    GCT0.00  98.65  64.32  92.12  80.45  65.23   150  12.34   20   30.12  42.46

重點關注：

• O（Old Gen）：如果 O 長期接近 100%，說明老年代快滿了，可能會觸發 Full GC。
• FGC（Full GC 次數）：如果這個值增長很快，說明 Full GC 頻繁發生。
• FGCT（Full GC 耗時）：觀察 Full GC 是否導致了長時間的 STW。

（2）查看具體 GC 詳細信息

jstat -gc <pid> 1000

可以看到 Eden、Survivor、Old 區域的內存變化，幫助判斷是否因老年代空間不足導致 Full GC。

3. 使用 jmap 檢查堆內存

如果懷疑 Full GC 頻繁發生是由于內存不足，可以用 jmap 生成 堆轉儲文件（Heap Dump） 進行分析：

jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof <pid>

然后用 Eclipse MAT 或 VisualVM 分析內存使用情況，檢查是否有內存泄漏或對象無法回收的問題。

此外，可以使用：

jmap -histo <pid>

查看當前堆中的對象分布，重點關注大對象或數量異常的對象。

4. 使用 jconsole 或 VisualVM 監控

• JConsole：

  jconsole
  

  • 連接到目標 JVM 后，查看 “內存”（Memory） 選項卡，觀察老年代的占用情況。
  • 如果 Old Gen 長期接近 100%，可能會觸發 Full GC。

• VisualVM：

  jvisualvm
  

  • 連接到目標進程，打開 “監視”（Monitor） 選項卡，觀察 GC 活動。
  • 使用 “Profiler”（分析器） 記錄 GC 發生的時間和影響。

5. 檢查 Full GC 觸發原因

（1）老年代空間不足

• 觀察老年代（Old Gen）占用情況，如果頻繁接近 100%，說明 Full GC 可能是由于老年代空間不足導致的。
• 優化方案：
  • 增大老年代：

    -Xmx4g -Xms4g
    

  • 調整 GC 算法（如 G1 或 ZGC）：

    -XX:+UseG1GC
    

  • 調整老年代比例：

    -XX:NewRatio=2
    

（2）過多的 System.gc()

• 某些代碼可能顯式調用了 System.gc()，強制觸發 Full GC。
• 檢查代碼是否有 System.gc() 調用，可以禁用：

  -XX:+DisableExplicitGC
  

（3）大對象直接進入老年代

• 如果對象過大，可能會直接分配到老年代，導致 Full GC。
• 優化方案：
  • 增大 -XX:PretenureSizeThreshold 以避免大對象直接進入老年代：

    -XX:PretenureSizeThreshold=16m
    

  • 使用 G1GC，可以通過 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 控制老年代回收時機。

（4）元空間（Metaspace）不足

• 在 JDK 8+，類元數據存放在 元空間（Metaspace），如果元空間不足也會觸發 Full GC。
• 優化方案：
  • 增大元空間：

    -XX:MetaspaceSize=512m -XX:MaxMetaspaceSize=1g
    

6. 結論

快速排查 Full GC 的步驟

1. 啟用 GC 日志（-Xlog:gc* 或 -XX:+PrintGCDetails）分析 Full GC 觸發原因。
2. 使用 jstat -gcutil <pid> 1000 觀察老年代是否滿了。
3. 使用 jmap -histo <pid> 或 jmap -dump 分析堆對象，檢查是否有內存泄漏或大對象。
4. 使用 jconsole 或 VisualVM 監控 GC 活動，觀察 Full GC 頻率。
5. 檢查是否有 System.gc() 調用，可以通過 -XX:+DisableExplicitGC 禁用。
6. 調整 JVM 參數，如 -Xmx, -XX:NewRatio, -XX:MetaspaceSize，或嘗試 G1/ZGC。

這樣可以快速找出 Full GC 發生的原因，并進行針對性的優化 🚀。