JVMのGC 実践ガイド 中編（jstatの使い方と見方）

1.はじめに

• 目的はjstatでGCを観測し、数字を読めるようになることです。
• 対象はJava 21。GCはG1とZGCを中心に説明します。
• 基本は -gcutil（利用率%）と -gc（サイズ=KB）の使い分け。-t（Timestamp列）/-h（ヘッダー再表示）で長時間観測を読みやすくする。
• まずは Young周期、Old張り付き、FGC、GCTの4点を見ます。
• GCの基本はこちらを参照してください（前編：GCの基本／発火タイミング）

2.jstatの基本

2.1 前提とPIDの見つけ方

• 同一ホストで対象 JVMのPIDは次で確認できます

jcmd -l      # Javaプロセス一覧（PIDとメインクラス/jarが出る）

2.2 代表的な取得コマンド

# 利用率（%）中心：1秒間隔で120回（約2分）
jstat -gcutil <pid> 1000 120

# 各領域サイズ/回数：2秒間隔で30回
# ※ -gcのサイズ系（EC/OC/EU/OUなど）の単位はKB（必要に応じてMB換算）
jstat -gc <pid> 2000 30

# タイムスタンプとヘッダーを付けつつ長時間観測（5秒間隔で約50分）
jstat -gcutil -t -h10 <pid> 5000 600

# 直近/現在のGC原因も見たいとき（Full混入時の手掛かりになる）
jstat -gccause -t <pid> 5000 120

# CSV保存（例）
jstat -gcutil -t <pid> 1000 600 > jstat_gcutil.csv

• ここでは間隔を長め（5〜10秒）にしてオーバーヘッドを抑えるようにします
• 観測は立ち上げ → 安定 → クールダウンまで含めると傾向が見やすい

2.3 -gcutil の主な列

2.4 -gc の主な列（抜粋）

• EC/OC（Eden/Old 容量）, EU/OU（使用量）…単位はKB（必要に応じてMB換算）
• 回数系（YGC/FGC など）は -gcutil と同様に参照

図: jstat の主要列 → 現象の対応

E (Eden%)   ↑↑  -> 次の Young GCが近い（Eden満杯の兆候）
O (Old%)    ↑↑  -> Mixed GCが必要 / Old逼迫の兆候
YGC/YGCT         Young GCの回数 / 累積停止時間（ポーズ傾向）
FGC/FGCT         Full GCの回数 / 累積停止時間（発生は要調査）
GCT              全GC累積（稼働時間に対する割合を監視）
M / CCS          Metaspace / Compressed Class Spaceの使用率

3.見方：基本

1. Youngの周期をつかむ
   E が上昇 → Young 発生 → E が下がる。この**間隔（秒）**が割当レートと Eden サイズの釣り合い。
2. Old の挙動をみる
   O がなだらかに上昇し、並行マーク後の Mixed で段階的に下降するのが理想。
3. コスト感を測る
   GCT / 観測時間 が数%以内か。FGC=0 を維持できているか。

OKサイン: YGC が適度に伸び、O（Old）が高止まりせず、FGC=0。累積 GCT は小さい。

*OKサイン: YGCが適度に伸び、O（Old）が高止まりせず、FGC=0。累積GCTは小さい。

4.見方：詳細

4.1 アロケーションレート（概算）

• 直近 Young区間のEden 使用量増分（EU の差） ÷ Young 間隔（秒）≒ 割当速度（KB/s → MB/s 換算）
• 例：Young 直後 EU=20MB 相当 → 次のYoung直前 EU=200MB 相当、間隔10秒なら
  (200−20) / 10 ≒ 18 MB/s

4.2 プロモーションレート（Young → Old）

• Young 直前/直後の OU（Old 使用量）増分 ÷ Young 間隔（秒）
• 生存率が高いほど Old 増分は大きくなり、Old 張り付きの予兆になる

4.3 平均ポーズ時間の推定

• YGCT は Young GC の累積停止時間（秒）
• 区間の平均 Youngポーズ ≒ ΔYGCT / ΔYGC（Youngが複数回なら回数で割る）
• 例：YGCT が 0.090 → 0.120（+0.030s）、その間に Young が 1 回なら ≈ 30ms/回

4.4 しきい値の考え方（目安）

5.代表パターン

※ 以下は -t 指定時のTimestamp 列の例

5.1 安定な G1

Timestamp  S0 S1   E   O   M  CCS   YGC  YGCT   FGC  FGCT   GCT
      0.0   0  0  10  40  15   10     0 0.000     0 0.000  0.000
     10.0   5  0  92  42  16   10     3 0.090     0 0.000  0.090
     20.0   1  4  15  41  16   10     4 0.120     0 0.000  0.120

見方: 10 秒で Young ×3、Old は滑らか、FGC=0、累積 0.12s → 健全

5.2 Young 過多（Eden 小 / 割当過多）

Timestamp   E   O   YGC  YGCT   GCT
       0.0  10  35     0 0.000  0.000
       1.0  95  36     3 0.060  0.060
       2.0  93  37     6 0.120  0.120

見方: 1 秒ごとに Young,Edenを増やす/ヒープ拡大/割当削減で周期を伸ばす

5.3 Old 張り付き（Mixed が効いていない）

Timestamp   E   O  YGC FGC  GCT
       0.0  10  70    0   0 0.000
      30.0  90  85   12   0 0.200
      60.0  88  88   24   1 0.600

見方: Oldが高止まり → FGC発生
対処例: 昇格過多/巨大配列等を疑い、Mixed効率改善や -XX:G1ReservePercentの増加（ヒープ拡大も併用）を検討

6.収集の注意（本番/コンテナ）

• 間隔は（5–10秒）で低オーバーヘッドにして、観測期間は立ち上げ〜安定〜終了を含める
• CI や負荷試験ジョブで自動採取 → 履歴比較を習慣化
• 実効コア数の解釈が合わない場合は -XX:ActiveProcessorCount=<n> を指定して安定化
• jcmd <pid> GC.class_histogram で大きいクラス/配列を把握（Impact: High。本番環境では時間/頻度に注意）

7.しきい値の目安（Web/API想定）

• GCT / 稼働 < 5%
• FGC = 0
• Youngポーズの平均/中央値：数十ms 程度（ワークロード次第）
• Oldピークは 80%未満。連続ピーク/上昇一方は改善検討

8.まとめ

• OKライン：FGC=0、GCT/稼働が数%以内、E%は周期的に上下、O%は高止まりしない。
• 算術の型：割当速度=ΔEU/Δt、昇格=ΔOU/Δt、平均Youngポーズ=ΔYGCT/ΔYGC。
• 収集の補助：jcmd -l でPID確認、jstat -gccauseで直近/現在のGC原因、jcmd GC.class_histogramで巨大配列/キャッシュの当たりを付ける（本番環境は実行頻度に注意）。
• ZGCの読み方：停止は小さく出やすい。E/O%の解釈はG1ほど意味を持たないため、**停止時間とアプリ指標（p99/CPU）**の相関で評価。

覚えておくと便利なオプション

• -t … 起動からの経過秒を Timestamp列として付与
• -hN … N行ごとにヘッダー再表示（長時間観測や目視確認で便利）
• -gcutil … % 中心
• -gc … サイズ中心（KB）
• -gccause … 直近/現在のGC原因も出力（Fullの混入理由を探る入口）

9.参考リンク

• 前編：GCの基本／発火タイミング
• jstat
• jcmd
• HotSpot GC Tuning Guide（Java 21）
• ZGC（Java 21）