Java 8 和 11 ParallelGC 是否遵循这些 JVM 设置 MinHeapFreeRatio 和 MaxHeapFreeRatio？

Question

我们有一个 Java 应用程序，其中应用了 MinHeapFreeRatio=20 和 MaxHeapFreeRatio=40，并使用 ParallelGC。然而，有些文章说，这些 JVM 设置（最小和最大空闲堆比率）不适用于 ParallelGC。然而，使用 JDK8 和 ParallelGC，我们注意到空闲堆比率在我们设置的限制内。然而，在 JDK 11 和 ParallelGC 中，我们注意到空闲堆比率并未得到满足。 鼓励 JVM 进行 GC 而不是增加堆？< /a>

对于无论 JDK 版本如何的 ParallelGC 是否遵循这些设置，我们都存在一些困惑？这些设置是否适用于 G1GC 和 CMS GC？ 您能否分享您的专家对此问题的看法？

Answer 1

关于不同JDK版本的ParallelGC

我确信Jdk11也支持ParallelGC，并且还支持Min/MaxHeapFreeRatio参数。

1. 以下代码取自OpenJdk11源码
   代码。 (源代码链接)

size_t PSAdaptiveSizePolicy::calculated_old_free_size_in_bytes() const {
    size_t free_size = (size_t)(_promo_size + avg_promoted()->padded_average());
    size_t live = ParallelScavengeHeap::heap()->old_gen()->used_in_bytes();
    if (MinHeapFreeRatio != 0) {
        size_t min_free = calculate_free_based_on_live(live, MinHeapFreeRatio);
        free_size = MAX2(free_size, min_free);
    }
    if (MaxHeapFreeRatio != 100) {
        size_t max_free = calculate_free_based_on_live(live, MaxHeapFreeRatio);
        free_size = MIN2(max_free, free_size);
    }
    return free_size;
}

2. 我在OpenJdk8的源码中找到了完全相同的方法。(源代码链接< /a>)

因此，我可以确认Min/MaxHeapFreeRatio参数可以正常使用通过不同JDK版本的ParallelGC。

关于参数设置在JDK11中不生效

这个参数在某些情况下确实会失效，但在解释之前，我想先解释一下Min/MaxHeapFreeRatio到底做了什么。该参数直接作用于Old Gen，用于控制老年代中剩余空间在整个老年代中的比例，而不是整个堆中剩余空间在整个堆中的比例！

我尝试用图来详细解释。下图是ParallelGC堆内存的结构图：

Use Size：指GC后old gen中存活对象所占用的空间。 Free Size：是old gen中当前剩余未使用的空间

通过下面的公式，我们可以计算出old gen中剩余空间占old gen总空间的比例。

HeapFreeRatio = (Free Size) / (Old Gen Size) * 100

ParallelGC 通过在 GC 后动态调整 Old Gen 的大小，使 HeapFreeRatio 满足 Min/MaxHeapFreeRatio 要求。

Old Gen Size = Free Size + Use Size

特殊情况

当Use Size太大时，Min/MaxHeapFreeRatio确实会失败。

随着Use Size变大，ParallelGC必须通过扩大Old Gen来继续满足Min/MaxHeapFreeRatio的要求。又因为当前堆大小 = Young Gen + Old Gen
，所以扩大Old Gen的大小会使得Current Heap Size扩大，但是Heap Size是有最大上限的。于是就会出现下图（Current == Max）：

此时，ParallelGC 已经无法通过扩展 Old Gen 来满足 Min/MaxHeapFreeRatio 的要求，但如果 Use Size 继续增长时，会出现以下情况：

在上述情况下，Use Size 太大而 Free Size 变小，因此 (Free Size / Old Gen) * 100 <最小堆空闲比率。此时，就会出现与你的预期不符的现象。

总之，

当当前堆大小 时，Min/MaxHeapFreeRatio 是一个软限制。 Max Heap Size，ParallelGC可以保证HeapFreeRatio
满足要求。但当Current Heap Size == Max Heap Size时，ParallelGC无法保证HeapFreeRatio满足要求。如果您对此仍有疑问，希望与您进一步沟通。