JVM參數MetaspaceSize的誤解

 

前言

昨天謝照東大神在群里提出一個問題：怎么查看Metaspace里具體包含的是什么，起因是他的某個服務設置了-XX:MetaspaceSize=512m -XX:MaxMetaspaceSize=512m，但是通過jstat -gcutil pid查看M的值為98（M的=MU/MC），即Metaspace區的使用量達到了512m*98%。遺憾的是，這個推算是錯誤的；

推理

以筆者測試環境上某個服務為例，配置了-XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=256m，通過jstat -gcutil pid查看M的值為98.32，即Meta區使用率也達到了98.32%：

 

JDK8 Metaspace By afei

 

然后，再通過jstat -gc 4210 2s 3命名查看，結果如下圖所示，計算MU/MC即Meta區的使用率確實達到了98.32%，但是MC，即Metaspace Capacity只有55296k，並不是參數MetaspaceSize指定的256m：

 

JDK8 MC&MU By afei

 

那么-XX:MetaspaceSize=256m的含義到底是什么呢？其實，這個JVM參數是指Metaspace擴容時觸發FullGC的初始化閾值，也是最小的閾值。這里有幾個要點需要明確：

1. 如果沒有配置-XX:MetaspaceSize，那么觸發FGC的閾值是21807104（約20.8m），可以通過jinfo -flag MetaspaceSize pid得到這個值；
2. 如果配置了-XX:MetaspaceSize，那么觸發FGC的閾值就是配置的值；
3. Metaspace由於使用不斷擴容到-XX:MetaspaceSize參數指定的量，就會發生FGC；且之后每次Metaspace擴容都會發生FGC；
4. 如果Old區配置CMS垃圾回收，那么擴容引起的FGC也會使用CMS算法進行回收；
5. 如果MaxMetaspaceSize設置太小，可能會導致頻繁FGC，甚至OOM；

任何一個JVM參數的默認值可以通過java -XX:+PrintFlagsFinal -version |grep JVMParamName獲取，例如：java -XX:+PrintFlagsFinal -version |grep MetaspaceSize

驗證

筆者的環境，服務啟動后，MU的值穩定在55296k，那么設置-XX:MetaspaceSize=50m -XX:MaxMetaspaceSize=256m，按照上面的推理，會發生一次CMS GC，事實也確實如此，部分gc日志如下所示：

... ...
12.863: [GC (Allocation Failure) 2018-03-20T11:28:34.733+0800: 12.863: [ParNew: 114680K->10355K(118016K), 0.0222201 secs] 165666K->64213K(249088K), 0.0224408 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.02 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.02 secs] 14.813: [GC (Allocation Failure) 2018-03-20T11:28:36.683+0800: 14.813: [ParNew: 115315K->10436K(118016K), 0.0263959 secs] 169173K->68441K(249088K), 0.0266341 secs] 169173K->68441K(249088K), 0.0266341 secs] [Times: user=0.08 sys=0.00, real=0.03 secs] 14.841: [GC (CMS Initial Mark) [1 CMS-initial-mark: 58004K(131072K)] 70447K(249088K), 0.0055264 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] 14.847: [CMS-concurrent-mark-start] 14.931: [CMS-concurrent-mark: 0.084/0.084 secs] [Times: user=0.20 sys=0.01, real=0.09 secs] 14.931: [CMS-concurrent-preclean-start] 14.933: [CMS-concurrent-preclean: 0.002/0.002 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 14.933: [CMS-concurrent-abortable-preclean-start] 15.378: [CMS-concurrent-abortable-preclean: 0.434/0.445 secs] [Times: user=1.47 sys=0.01, real=0.45 secs] 15.379: [GC (CMS Final Remark) [YG occupancy: 69119 K (118016 K)]2018-03-20T11:28:37.249+0800: 15.379: [GC (CMS Final Remark) 2018-03-20T11:28:37.249+0800: 15.379: [ParNew: 69119K->5190K(118016K), 0.0214183 secs] 127124K->66735K(249088K), 0.0216553 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.02 secs] 15.401: [Rescan (parallel) , 0.0066413 secs]2018-03-20T11:28:37.278+0800: 15.407: [weak refs processing, 0.0001017 secs]2018-03-20T11:28:37.278+0800: 15.408: [class unloading, 0.0001017 secs]2018-03-20T11:28:37.278+0800: 15.408: [class unloading, 0.0184354 secs]2018-03-20T11:28:37.296+0800: 15.426: [scrub symbol table, 0.0126010 secs]2018-03-20T11:28:37.309+0800: 15.439: [scrub string table, 0.0020576 secs][1 CMS-remark: 61544K(131072K)] 66735K(249088K), 0.0638636 secs] [Times: user=0.15 sys=0.00, real=0.06 secs] 15.444: [CMS-concurrent-sweep-start] 15.479: [CMS-concurrent-sweep: 0.035/0.035 secs] [Times: user=0.14 sys=0.00, real=0.04 secs] 15.479: [CMS-concurrent-reset-start] 15.483: [CMS-concurrent-reset: 0.004/0.004 secs] [Times: user=0.01 sys=0.01, real=0.00 secs] ... ... 

通過14.841: [GC (CMS Initial Mark) [1 CMS-initial-mark: 58004K(131072K)] 70447K(249088K), 0.0055264 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs]這行日志可知：Old區還遠遠達不到70%（-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70）觸發CMS GC的條件。所以，這次CMS GC是Metaspace區擴容達到-XX:MetaspaceSize=50m觸發的。

建議

1. MetaspaceSize和MaxMetaspaceSize設置一樣大；
2. 具體設置多大，建議穩定運行一段時間后通過jstat -gc pid確認且這個值大一些，對於大部分項目256m即可。

JDK7的PermSize

JDK8+移除了Perm，引入了Metapsace，它們兩者的區別是什么呢？Metasace上面已經總結了，無論-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize兩個參數如何設置，隨着類加載越來越多不斷擴容調整，直到MetaspaceSize(如果沒有配置就是默認20.8m)觸發FGC，上限是-XX:MaxMetaspaceSize，默認是幾乎無窮大。而Perm的話，我們通過配置-XX:PermSize以及-XX:MaxPermSize來控制這塊內存的大小，jvm在啟動的時候會根據-XX:PermSize初始化分配一塊連續的內存塊，這樣的話，如果-XX:PermSize設置過大，就是一種赤果果的浪費。很明顯，Metapsace比Perm好多了^^；

JDK7 Perm 驗證如下--設置-XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=64m，那么PC初始化就是64m：