概述
之所以想写这篇文章，是因为YGC过程对我们来说太过于黑盒，如果对YGC过程不是很熟悉，这类问题基本很难定位，我们就算开了GC日志，也最多能看到类似下面的日志
[GC (Allocation Failure) [ParNew: 91807K->10240K(92160K), 0.0538384 secs] 91807K->21262K(2086912K), 0.0538680 secs] [Times: user=0.16 sys=0.06, real=0.06 secs]只知道耗了多长时间，但是具体耗在了哪个阶段，是基本看不出来的，所以要么就是靠经验来定位，要么就是对代码相当熟悉，脑袋里过一遍整个过程，看哪个阶段最可能，今天要讲的这个大家可以当做今后排查这类问题的一个经验来使，这个当然不是唯一导致YGC过长的一个原因，但却是最近我帮忙定位碰到的发生相对来说比较多的一个场景
具体的定位是通过在JVM代码里进行了日志埋点确定的，这个问题其实最早的时候，是帮助毕玄毕大师定位到这块的问题，他也在公众号里对这个问题写了相关的一篇文章YGC越来越慢，为什么，大家可以关注下毕大师的公众号HelloJava，经常会发一些在公司碰到的诡异问题的排查，相信会让你涨姿势的，当然如果你还没有关注我的公众号你假笨，欢迎关注下，后续会时不时写点或许正巧你感兴趣的JVM系列文章。
Demo
先上一个demo，来描述下问题的情况，代码很简单，就是不断创建UUID，其实就是一个字符串，并将这个字符串调用下intern方法
import java.util.UUID;public class StringTableTest { public static void main(String args[]) { for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
uuid();
}
} public static void uuid() {
UUID.randomUUID().toString().intern();
}
}我们使用的JVM参数如下：
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -Xmx2G -Xms2G -Xmn100M这里特意将新生代设置比较小，老生代设置比较大，让代码在执行过程中更容易突出问题来，大量做ygc，期间不做CMS GC，于是我们得到的输出结果类似下面的
有没有发现YGC不断发生，并且发生的时间不断在增长，从10ms慢慢增长到了40ms，甚至还会继续涨下去
String.intern方法
从上面的demo我们能挖掘到的可能就是intern这个方法了，那我们先来了解下intern方法的实现，这是String提供的一个方法，jvm提供这个方法的目的是希望对于某个同名字符串使用非常多的场景，在jvm里只保留一份，比如我们不断new String(“a”)，其实在java heap里会有多个String的对象，并且值都是a，如果我们只希望内存里只保留一个a，或者希望我接下来用到的地方都返回同一个a，那就可以用String.intern这个方法了，用法如下
String a = "a".intern();
...
String b = a.intern();这样b和a都是指向内存里的同一个String对象，那JVM里到底怎么做到的呢？
我们看到intern这个方法其实是一个native方法，具体对应到JVM里的逻辑是
oop StringTable::intern(oop string, TRAPS)
{ if (string == NULL) return NULL; ResourceMark rm(THREAD); int length; Handle h_string (THREAD, string);
jchar* chars = java_lang_String::as_unicode_string(string, length);
oop result = intern(h_string, chars, length, CHECK_NULL); return result;
}
oop StringTable::intern(Handle string_or_null, jchar* name, int len, TRAPS) {
unsigned int hashValue = hash_string(name, len); int index = the_table()->hash_to_index(hashValue);
oop found_string = the_table()->lookup(index, name, len, hashValue); // Found
if (found_string != NULL) return found_string;
debug_only(StableMemoryChecker smc(name, len * sizeof(name[0]))); assert(!Universe::heap()->is_in_reserved(name) || GC_locker::is_active(), "proposed name of symbol must be stable");
Handle string; // try to reuse the string if possible
if (!string_or_null.is_null() && (!JavaObjectsInPerm || string_or_null()->is_perm())) {
string = string_or_null;
} else {
string = java_lang_String::create_tenured_from_unicode(name, len, CHECK_NULL);
} // Grab the StringTable_lock before getting the_table() because it could
// change at safepoint.
MutexLocker ml(StringTable_lock, THREAD); // Otherwise, add to symbol to table
return the_table()->basic_add(index, string, name, len,
hashValue, CHECK_NULL);
}也就是说是其实在JVM里存在一个叫做StringTable的数据结构，这个数据结构是一个Hashtable，在我们调用String.intern的时候其实就是先去这个StringTable里查找是否存在一个同名的项，如果存在就直接返回对应的对象，否则就往这个table里插入一项，指向这个String对象，那么再下次通过intern再来访问同名的String对象的时候，就会返回上次插入的这一项指向的String对象
至此大家应该知道其原理了，另外我这里还想说个题外话，记得几年前tomcat里爆发的一个HashMap导致的hash碰撞的问题，这里其实也是一个Hashtable，所以也还是存在类似的风险，不过JVM里提供一个参数专门来控制这个table的size，-XX:StringTableSize，这个参数的默认值如下
product(uintx, StringTableSize, NOT_LP64(1009) LP64_ONLY(60013), \ "Number of buckets in the interned String table") \另外JVM还会根据hash碰撞的情况来决定是否做rehash，比如你从这个StringTable里查找某个字符串是否存在，如果对其对应的桶挨个遍历，超过了100个还是没有找到对应的同名的项，那就会设置一个flag，让下次进入到safepoint的时候做一次rehash动作，尽量减少碰撞的发生，但是当恶化到一定程度的时候，其实也没啥办法啦，因为你的数据量实在太大，桶子数就那么多，那每个桶再怎么均匀也会带着一个很长的链表，所以此时我们通过修改上面的StringTableSize将桶数变大，可能会一定程度上缓解，但是如果是java代码的问题导致泄露，那就只能定位到具体的代码进行改造了。
StringTable为什么会影响YGC
YGC的过程我不打算再这篇文章里细说，因为我希望尽量保持每篇文章的内容不过于臃肿，有机会可以单独写篇文章来介绍，我这里将列出ygc过程里StringTable这块的具体代码
if (!_process_strong_tasks->is_task_claimed(SH_PS_StringTable_oops_do)) { if (so & SO_Strings || (!collecting_perm_gen && !JavaObjectsInPerm)) {
StringTable::oops_do(roots);
} if (JavaObjectsInPerm) { // Verify the string table contents are in the perm gen
NOT_PRODUCT(StringTable::oops_do(&assert_is_perm_closure));
}
}因为YGC过程不涉及到对perm做回收，因此collecting_perm_gen是false，而JavaObjectsInPerm默认情况下也是false，表示String.intern返回的字符串是不是在perm里分配，如果是false，表示是在heap里分配的，因此StringTable指向的字符串是在heap里分配的，所以ygc过程需要对StringTable做扫描，以保证处于新生代的String代码不会被回收掉
至此大家应该明白了为什么YGC过程会对StringTable扫描
有了这一层意思之后，YGC的时间长短和扫描StringTable有关也可以理解了，设想一下如果StringTable非常庞大，那是不是意味着YGC过程扫描的时间也会变长呢
YGC过程扫描StringTable对CPU影响大吗
这个问题其实是我写这文章的时候突然问自己的一个问题，于是稍微想了下来跟大家解释下，因为大家也可能会问这么个问题
要回答这个问题我首先得问你们的机器到底有多少个核，如果核数很多的话，其实影响不是很大，因为这个扫描的过程是单个GC线程来做的，所以最多消耗一个核，因此看起来对于核数很多的情况，基本不算什么
StringTable什么时候清理
YGC过程不会对StringTable做清理，这也就是我们demo里的情况会让Stringtable越来越大，因为到目前为止还只看到YGC过程，但是在Full GC或者CMS GC过程会对StringTable做清理，具体验证很简单，执行下jmap -histo:live <pid>，你将会发现YGC的时候又降下去了