Ubuntu Tomcat日志中的GC（垃圾回收）信息如何解读

Ubuntu Tomcat GC日志解读指南

一 开启与定位GC日志

• 编辑 Tomcat/bin/catalina.sh，在 JAVA_OPTS 中增加以下常用参数（按需选择）：
  • 基础与滚动：
    • -Xms 与 -Xmx：设置堆的初始与最大值（如 -Xms1g -Xmx2g）。
    • -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCCause：打印GC与原因。
    • -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps：时间信息。
    • -Xloggc:$CATALINA_BASE/logs/gc.log：输出文件路径。
    • -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=20M：滚动日志。
  • 停顿与堆细节：
    • -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：GC造成的应用暂停时间。
    • -XX:+PrintHeapAtGC：GC前后堆的详细信息。
    • -XX:+PrintTenuringDistribution：对象年龄分布。
• 重启 Tomcat 后在 $CATALINA_BASE/logs/ 查看 gc.log。示例片段：
  • 3.448: [GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 10749K->5119K(71680K)] 17251K->12177K(159232K), 0.0103527 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs]
  • 3.459: [Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 5119K->0K(71680K)] [ParOldGen: 7058K->6474K(50688K)] 12177K->6474K(122368K), [Metaspace: 20292K->20292K(1067008K)], 0.0454318 secs] [Times: user=0.09 sys=0.00, real=0.05 secs]
• 提示：不同垃圾收集器（如 Parallel、CMS、G1）日志格式略有差异，阅读时以收集器名称为线索。

二 日志字段逐条解读

• 时间戳：如 3.448（单位秒，自JVM启动起），若启用 PrintGCDateStamps 则为日期时间格式。
• GC类型：
  • [GC]：年轻代回收（通常伴随短暂停顿）。
  • [Full GC]：整堆回收，通常停顿更长；如 [Full GC (System)] 表示由 System.gc() 触发。
• 区域与内存变化：
  • 年轻代示例：[PSYoungGen: 10749K->5119K(71680K)] 表示“回收前已用 -> 回收后已用（该区域总容量）”。
  • 老年代示例：[ParOldGen: 7058K->6474K(50688K)]。
  • 堆总体示例：17251K->12177K(159232K)。
  • 元空间示例：[Metaspace: 20292K->20292K(1067008K)]（JDK 8+ 使用 Metaspace 而非 PermGen）。
• 耗时与CPU时间：
  • 本次GC耗时：如 0.0103527 secs。
  • [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs]：user/sys 为CPU时间（可叠加超过 real），real 为墙钟时间（含等待）。
• 触发原因：如 (Metadata GC Threshold) 表示元空间阈值触发的GC。

三 常见收集器日志特征

• Parallel GC（默认常见于 JDK 8）：年轻代名多为 PSYoungGen，老年代名多为 ParOldGen，日志字段直观，便于统计吞吐量与停顿。
• CMS（Concurrent Mark-Sweep）：老年代并发回收，日志会出现并发阶段标记/清理信息；并发模式失败可能退化为 Full GC。
• G1 GC：区域化、停顿时间优先，日志包含年轻代回收（如 G1 Young GC）、并发标记周期（如 GC pause (G1 Evacuation Pause)）等阶段信息，字段命名与 Parallel/CMS 不同。

四 快速判断与优化方向

• 频繁 Young GC：年轻代空间不足或对象晋升过快。可考虑适度增大 -Xmn/-XX:NewRatio、优化短生命周期对象创建与缓存策略。
• 频繁 Full GC：
  • 元空间相关（如 Metadata GC Threshold）：增大 -XX:MetaspaceSize/-XX:MaxMetaspaceSize。
  • 老年代空间不足：增大 -Xmx，或检查是否存在内存泄漏与大对象长期存活。
• 停顿过长：
  • 使用 G1 并设置合理的停顿目标（如 -XX:MaxGCPauseMillis），避免过度严苛影响吞吐。
  • 使用 Parallel 时可结合 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 与目标停顿/吞吐策略进行自动调优。
• 辅助定位命令（配合日志分析）：
  • jstat -gcutil 观察各区使用率与GC频率。
  • jmap -heap 查看堆配置与使用情况；必要时 jmap -histo 或生成 heap dump 用 MAT 分析。

五 可视化与工具

• 在线工具：上传 gc.log 到 gceasy.io，可快速得到吞吐量、停顿时间、触发原因等图表与建议。
• 桌面工具：GCViewer 可查看概要、停顿、内存趋势与事件详情，适合离线深入分析。