在使用CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾收集器时，”Concurrent Mode Failure”（并发模式失败）是一个重要的概念。这种失败通常发生在CMS尝试以并发模式执行老年代的垃圾回收时，但由于某些原因导致无法及时完成这一过程，从而触发了一次Full GC。以下是产生concurrent mode failure的主要原因：
1. 老年代空间不足
- 高对象分配速率：如果应用程序的对象分配速度非常快，尤其是当大量对象被快速创建并迅速晋升到老年代时，可能会导致老年代的空间不足以容纳这些新对象，即使CMS正在进行并发清理。
- 过早的对象晋升：如果年轻代设置得太小或存活阈值设置不当，可能导致对象过早地从年轻代晋升到老年代，增加了老年代的压力。
2. CMS并发阶段未能及时完成
- 并发标记和清除阶段耗时较长：CMS在进行并发标记和清除操作时需要一定的时间。如果在这个过程中，老年代的空间突然变得紧张，而CMS还未完成其工作，就可能发生concurrent mode failure。
- 应用线程与GC线程的竞争：尽管CMS设计为并发运行以减少停顿时间，但在实际运行中，应用线程和GC线程之间仍然存在资源竞争。如果CPU资源紧张，可能会影响CMS的效率，使其不能及时完成所需的清理工作。
3. CMS触发时机不合适
- CMS启动阈值设置不合理：通过参数
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction可以设置CMS开始进行垃圾回收的老年代占用比例。如果这个值设置得过高，意味着只有当老年代几乎满载时才会触发CMS，这增加了发生concurrent mode failure的风险。 - 动态变化的工作负载：对于那些具有高度动态变化的工作负载的应用程序来说，固定的CMS启动阈值可能不适合所有情况，这也可能导致concurrent mode failure的发生。
如何减少concurrent mode failure的发生？
- 调整CMS启动阈值：适当降低
CMSInitiatingOccupancyFraction的值，使得CMS能够在老年代更空闲的时候就开始工作，减少老年代填满的可能性。 - 优化堆大小及分代配置：确保年轻代足够大，以减少对象过早晋升到老年代的情况；同时合理设置整个堆的大小，避免频繁的GC活动。
- 监控与调优：使用各种监控工具持续观察应用的行为模式，包括GC频率、暂停时间等，并根据实际情况调整JVM参数。
理解并解决concurrent mode failure的关键在于深入了解应用的特点以及其内存使用模式，并据此对JVM的垃圾收集策略进行适当的调整。
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