JVM 运行时内存空间详解——元空间

怼烎@ 2022-09-08 00:21 375阅读 0赞

通过上一篇文章，我们大体了解了[JVM的整体架构][JVM]，其分为：**元数据**（JDK7是方法区）**、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器**几个部分。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI2NjA0NjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
本篇文章，咱们对**元空间**进行剖析，一探究竟。

## 1. 元空间介绍 ##

*  在JDK1.7之前，HotSpot 虚拟机把方法区当成**永久代**（方法区的落地实现）来进行垃圾回收。
 *  而从 JDK 1.8 开始，移除永久代，并把方法区移至元空间，它位于本地内存中，而不是虚拟机内存中。
 *  HotSpots取消了永久代，那么是不是也就没有方法区了呢？当然不是，方法区是一个规范，规范没变，它就一直在，只不过取代永久代的是**元空间**（Metaspace)而已。  
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它和永久代有什么不同的？  
**存储位置不同**：永久代在**物理上是堆的一部分**，和新生代、老年代的地址是连续的，而元空间属于**本地内存**。  
**存储内容不同**：在原来的永久代划分中，永久代用来存放类的元数据信息、静态变量以及常量池等。**现在类的元信息存储在元空间中，静态变量和常量池等并入堆中**，相当于原来的永久代中的数据，被元空间和堆内存给瓜分了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI2NjA0NjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 2. 为什么要废弃永久代，引入元空间？ ##

相比于之前的永久代划分，Oracle为什么要做这样的改进呢？

*  在原来的永久代划分中，永久代需要存放类的元数据、静态变量和常量等。**它的大小不容易确定**，因为这其中有很多影响因素，比如类的总数，常量池的大小和方法数量等，-XX:MaxPermSize 指定太小很容易造成永久代内存溢出。
 *  移除永久代是为融合HotSpot VM与 JRockit VM而做出的努力，因为JRockit没有永久代，不需要配置永久代。
 *  永久代会为GC带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。

## 3. 废除永久代的好处 ##

*  由于**类的元数据**分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间。不会遇到永久代存在时的内存溢出错误。
 *  将运行时常量池从PermGen分离出来，与类的元数据分开，提升类元数据的独立性。
 *  将元数据从PermGen剥离出来到Metaspace，可以提升对元数据的管理同时提升GC效率。

## 4. Metaspace相关参数 ##

*  \-XX:MetaspaceSize，初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，就适当降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。
 *  \-XX:MaxMetaspaceSize，最大空间，默认是没有限制的。如果没有使用该参数来设置类的元数据的大小，**其最大可利用空间是整个系统内存的可用空间。**  
    JVM也可以增加本地内存空间来满足类元数据信息的存储。但是如果没有设置最大值，则可能存在bug导致Metaspace的空间在不停的扩展，会导致机器的内存不足；进而可能出现swap内存被耗尽；最终导致进程直接被系统直接kill掉。如果设置了该参数，当Metaspace剩余空间不足，会抛出java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace space
 *  \-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集。
 *  \-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集。

[JVM]: https://blog.csdn.net/u012660464/article/details/118712904
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