JVM結構 方法區 永久代 元空間

前言

    首先明白幾個概念：JVM規範和JVM實現，方法區是JVM規範中定義的，永久代是JVM實現（HotSpot）中對於方法區的實現。

    Orcale在收到JRockit VM後對JRockit VM和HotSpot的優勢作了融合，決定移除永久代，從JDK1.7開始，自JDK1.8徹底移除。在JDK1.7中 譬如符號引用(Symbols)轉移到了native heap；字面量(interned strings)轉移到了java heap；類的靜態變量(class statics)轉移到了java heap。（將字符串常量池移到堆內存中）。

背景

HotSpot jvm結構圖：

永久代對應了上圖的方法區。方法區和heap堆都是線程共享的內存區域。

JDK1.8作了以下調整：

1.新生代：Eden+From Survivor+To Survivor

2.老年代：OldGen

3.永久代（方法區的實現） : PermGen----->替換爲Metaspace(本地內存中)

元空間是方法區的在HotSpot jvm 中的實現，方法區主要用於存儲類的信息、常量池、方法數據、方法代碼等。方法區邏輯上屬於堆的一部分，可是爲了與堆進行區分，一般又叫「非堆」。

元空間的本質和永久代相似，都是對JVM規範中方法區的實現。不過元空間與永久代之間最大的區別在於：元空間並不在虛擬機中，而是使用本地內存。，理論上取決於32位/64位系統可虛擬的內存大小。可見也不是無限制的，須要配置參數。

測試

package com.paddx.test.memory;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class StringOomMock {
    static String  base = "string";
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i=0;i< Integer.MAX_VALUE;i++){
            String str = base + base;
            base = str;
            list.add(str.intern());
        }
    }
}

這段程序以2的指數級不斷的生成新的字符串，這樣能夠比較快速的消耗內存。咱們經過 JDK 1.六、JDK 1.7 和 JDK 1.8 分別運行：

jdk1.6中顯示 永久代內存溢出

jdk1.7中顯示 java堆內存溢出

jdk1.8中顯示 java堆內存溢出，並顯示permsize設置已在jdk1.8中移除。

元空間的本質和永久代相似，都是對JVM規範中方法區的實現。不過元空間與永久代之間最大的區別在於：元空間並不在虛擬機中，而是使用本地內存。所以，默認狀況下，元空間的大小僅受本地內存限制，但能夠經過如下參數來指定元空間的大小：

　　-XX:MetaspaceSize，初始空間大小，達到該值就會觸發垃圾收集進行類型卸載，同時GC會對該值進行調整：若是釋放了大量的空間，就適當下降該值；若是釋放了不多的空間，那麼在不超過MaxMetaspaceSize時，適當提升該值。
　　-XX:MaxMetaspaceSize，最大空間，默認是沒有限制的。

　　除了上面兩個指定大小的選項之外，還有兩個與 GC 相關的屬性：
　　-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC以後，最小的Metaspace剩餘空間容量的百分比，減小爲分配空間所致使的垃圾收集
　　-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC以後，最大的Metaspace剩餘空間容量的百分比，減小爲釋放空間所致使的垃圾收集

import java.io.File;
import java.lang.management.ClassLoadingMXBean;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestMeta {
	
	    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
	    	try {  
	            //準備url  
	            URL url = new File("D:\\GryWorkspace\\20170815-2.0開發\\workspace\\開發3\\TestMeta\\bin").toURI().toURL();  
	            URL[] urls = {url};  
	            //獲取有關類型加載的JMX接口  
	            ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();  
	            //用於緩存類加載器  
	            List<ClassLoader> classLoaders = new ArrayList<ClassLoader>();  
	            while (true) {  
	                //加載類型並緩存類加載器實例  
	                ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);  
	                classLoaders.add(classLoader);  
	                classLoader.loadClass("TestWX");  
	                //顯示數量信息（共加載過的類型數目，當前還有效的類型數目，已經被卸載的類型數目）  
	                System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount());  
	                System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount());  
	                System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount());  
	            }  
	        } catch (Exception e) {  
	            e.printStackTrace();  
	        } 
	    }
}

根據這段代碼測試，可是發現我使用的JDK不會重複加載TestWx，加載一次後total和active就穩定爲435

添加jvm參數查看類加載的過程：-verbose:class

沒有指望輸出仍是略有遺憾。