Java：您如何真正使用 JVMTI 的 ForceGargabeCollection 强制 GC？答案

【问题标题】：Java: How do you really force a GC using JVMTI's ForceGargabeCollection?Java：您如何真正使用 JVMTI 的 ForceGargabeCollection 强制 GC？
【发布时间】：2011-01-11 19:21:57
【问题描述】：

我不是在寻找通常的“您只能使用 System.gc() 在 Java 中提示 GC”的答案，这根本不是这个问题的意义所在。

我的问题不是主观的，而是基于一个现实：GC 可以在 Java 中被强制用于一个事实。我们每天使用的很多程序都可以做到这一点：IntelliJ IDEA、NetBeans、VisualVM。

它们都可以强制 GC 发生。

它是如何完成的？

我认为他们都在使用 JVMTI，更具体地说，是 ForceGarbageCollection（注意“Force”），但我该如何自己尝试呢？

http://java.sun.com/javase/6/docs/platform/jvmti/jvmti.html#ForceGarbageCollection

还要注意，这个问题不是关于“为什么”我想这样做：“为什么”可能是“好奇”或“我们正在编写类似于 VisualVM 的程序”等。

问题实际上是“如何使用 JVMTI 的 ForceGarbageCollection 强制 GC”？

JVM 是否需要使用任何特殊参数启动？

是否需要任何 JNI？如果有，具体是什么代码？

它只适用于 Sun 虚拟机吗？

欢迎提供任何完整且可编译的示例。

【问题讨论】：

标签： java garbage-collection jvmti

【解决方案1】：

至少，NetBeans 使用 System.gc()：http://hg.netbeans.org/main/annotate/9779f138a9c9/openide.actions/src/org/openide/actions/GarbageCollectAction.java（这是用于显示当前堆并让您启动 GC 的小按钮）。如果您点击该链接，您会看到它们显式运行终结器。如果您有一些可用的磁盘空间，并且想自己研究代码，可以通过 Mercurial 获得它：hg clone http://hg.netbeans.org/main/

据我所知，“System.gc() 只是一个提示”教条源于对 JLS 和 JVM 规范的迂腐解释，它允许没有垃圾收集堆的 Java 实现。那，以及对JavaDoc的不完整阅读：

调用 gc 方法表明 Java 虚拟机花费精力朝着回收未使用的对象为了让他们的记忆目前占用可用于快速重用。当控制权从方法调用，Java 虚拟机已尽最大努力收回所有丢弃的对象的空间。

阅读第二句：“尽最大努力回收空间”比“提示”强很多。

也就是说，很少有理由致电System.gc()。向 Knuth 道歉：

我们应该忘记内存管理，比如大约 97% 的时间：显式垃圾收集是万恶之源

【讨论】：

我不会将其称为基于迂腐解释的教条。大多数 JVM 可以简单地禁用对 System.gc() 的调用，因此您不能相信它可以做任何事情。很多时候你有一个写得很好的应用程序，其中 gc 工作很有趣，引入一个库，开发人员认为他可以通过调用 System.gc() 来“确保内存可用”，关闭它是返回的最佳方法你良好的 gc 性能。
用户仍然可以控制它。对于热点虚拟机，您可以设置-XX:+DisableExplicitGC，也可以不设置。因此，只要您能够控制 JVM 标志，System.gc() 就相当可靠。该论点仅适用于无法控制这些标志/无法假设它将在哪个 VM 上运行的库编写者。这是一般情况（规范）与具体用法（所有参数由用户控制）的事情。
应用程序编写者通常无法控制 JVM 标志。例外情况是应用程序封装在启动器中，以防止用户或系统管理员对其进行调整。这不是迂腐。事实上，该标志专门用于保护人们免受 Java 应用程序/应用程序编写者做愚蠢的事情。

【解决方案2】：

我构建了一个基本的 java 代理，允许调用 jvmti ForceGarbageCollection 函数：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <jvmti.h>


typedef struct {
 jvmtiEnv *jvmti;
} GlobalAgentData;

static GlobalAgentData *gdata;

JNIEXPORT jint JNICALL Agent_OnLoad(JavaVM *jvm, char *options, void *reserved)
{
  printf("load garbager agent\n");
  jvmtiEnv *jvmti = NULL;

  // put a jvmtiEnv instance at jvmti.
  jint result = jvm->GetEnv((void **) &jvmti, JVMTI_VERSION_1_1);
  if (result != JNI_OK) {
    printf("ERROR: Unable to access JVMTI!\n");
  }

  // store jvmti in a global data
  gdata = (GlobalAgentData*) malloc(sizeof(GlobalAgentData));
  gdata->jvmti = jvmti;
  return JNI_OK;
}


extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL Java_Garbager_forceGarbageCollection(JNIEnv *env, jclass thisClass) 
{
  printf("force garbage collection\n");
  gdata->jvmti->ForceGarbageCollection();
}

这个代理是通过JNI调用的：

class Garbager {
    public static void main(String[] args) {
        Garbager.garbageMemory();
    }

    static void garbageMemory() {
        forceGarbageCollection();
    }

    private static native void forceGarbageCollection();
}

在 MacOSX 上编译代理：

clang -shared -undefined dynamic_lookup -o garbager-agent.so -I /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_40.jdk/Contents/Home/include/ -I /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_40.jdk/Contents/Home/include/darwin garbager-agent.cpp

要启动Garbager：

java -agentpath:garbager-agent.so Garbager

基于本教程：Own your heap: Iterate class instances with JVMTI

【讨论】：

【解决方案3】：

是的，使用 JVMTI API 需要 JNI 接口代码，因为它是本机 API。 “本机”意味着您只能直接从本机（了解 c 或 c++）代码中调用它。所以如果你想从java调用这个API，你需要编写JNI代码来接口它。

【讨论】：

【解决方案4】：

正如 Anon 所说，我们在 eclipse 中有类似的东西来显式运行垃圾收集器。

请看Eclipse: Garbage Collector Button

这似乎工作得很好。我建议你看看这个“运行垃圾收集器”按钮背后的代码并重用它。

有些成员说它使用 System.gc() 但我无法确认。 Eclipse 专家可以在这里提供一些启示。

【讨论】：