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【JVM】JVM内存结构——方法区（元空间）

imtoken官方苹果下载 2023-01-17 05:38:11

方法区和Java堆一样，是每个线程共享的内存区域，用来存放类信息、常量、静态变量、虚拟机已经加载的即时编译器等。后代码和其他数据。方法区也称为永久代。

1.栈、堆和方法区的交互

在这里插入图片描述

UserEntity.class 信息存储在常量池中

常量池存放在JDK中的方法区1.6;

常量池存储在JDK中的元空间中1.8;新的 UserEntity 存储在堆内存中；返回一个内存地址给我们存储在栈中的userEntity2.方法区的理解

1.官方文档：#jvms-2.5.4

2.《Java 虚拟机规范》明确指出，虽然所有方法区在逻辑上都是堆的一部分，但一些简单的实现可能不会选择这样做垃圾收集或压缩。但是对于HotSpotJVM来说，方法区还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的是为了和堆分开。因此，方法区可以看成是一个独立于Java堆的内存空间。

3.方法区主要存放Class信息，堆主要存放实例化的对象

4.方法区和Java堆一样，是线程共享的内存区域。当多个线程同时加载同一个类时，只有一个线程可以加载该类，其他线程只能等待该线程加载，然后直接使用该类，即该类只能加载一次。

5.方法区是在JVM启动时创建的，它的实际物理内存空间可以像Java堆区一样是不连续的。

6.方法区的大小，和堆空间一样，可以是固定的，也可以是可扩展的。

7.方法区的大小决定了系统可以保存多少个类。如果系统定义的类过多，方法区溢出，虚拟机也会抛出内存溢出错误：java .lang.OutofMemoryError: PermGen space or java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

8.方法区溢出的原因：

A.加载大量第三方jar包

B. Tomcat 部署的项目太多

C.大量动态生成的反射类

D. JDK1.6 定义了大量的字符串

关闭 JVM 以释放该区域的内存。

3.设置方法区的大小和OOM

方法区的大小不必固定，JVM可以根据应用的需要动态调整。

3.1 JDK7 及更早版本（永久代）

1.使用-XX:Permsize设置永久代的初始分配空间。默认值为 20.75M

2.-XX:MaxPermsize 设置永久代最大可分配空间。

3.当JVM加载的类信息容量超过这个值时，会报异常OutofMemoryError: PermGen space。

3.2 JDK8 及更高版本（元空间）

JDK8版本设置元数据区大小

1.元数据区域的大小可以使用参数-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize来指定

2.默认值取决于平台。 Windows 下 -XX:MetaspaceSize 约为 21M，-XX:MaxMetaspaceSize 的值为 -1 ，即无限制。

3.与永久代不同，如果没有指定大小，默认情况下虚拟机将耗尽所有可用的系统内存。如果元数据区溢出，虚拟机也会抛出异常OutOfMemoryError:Metaspace

4.-XX:MetaspaceSize：设置初始元空间大小。对于 64 位服务器端 JVM，默认 -XX:MetaspaceSize 值为 21MB。这是初始的高水位线，一旦命中这个水位线，会触发Full GC，卸载无用的类（即这些类对应的类加载器不再存活），然后重置高水位线新高水位线的值取决于 GC 后释放了多少元空间。如果释放空间不足，在不超过MaxMetaspaceSize的情况下适当增加。如果释放的空间过多，适当降低该值。

5.如果初始高水位线设置得太低，上述高水位线调整可能会发生多次。通过垃圾收集器的日志可以观察到Full GC被多次调用。为避免频繁的GC，建议将-XX:MetaspaceSize设置为较高的值。

4.方法区OOM异常如何解决

DemoOOMClassLoader类继承ClassLoader类，获取defineClass()方法，可以自行加载类

4.1 JDK7 及更早版本（永久代）

public class DemoOOMClassLoader extends ClassLoader {
    /**
     * jdk6/7中：
     * -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
     * 
     * jdk8中：
     * -XX:-UseCompressedClassPointers -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int j = 0;
        try {
            DemoOOMClassLoader test = new DemoOOMClassLoader();
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                //创建ClassWriter对象，用于生成类的二进制字节码
                ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
                //指明版本号，修饰符，类名，包名，父类，接口
                classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
                //返回byte[]
                byte[] code = classWriter.toByteArray();
                //类的加载
                test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//Class对象
                j++;
            }
        } finally {
            System.out.println(j);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

4.2 JDK8 及更高版本（元空间）

public class DemoOOMClassLoader extends ClassLoader {
    /**
     * jdk6/7中：
     * -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
     * 
     * jdk8中：
     * -XX:-UseCompressedClassPointers -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int j = 0;
        try {
            DemoOOMClassLoader test = new DemoOOMClassLoader();
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                //创建ClassWriter对象，用于生成类的二进制字节码
                ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
                //指明版本号，修饰符，类名，包名，父类，接口
                classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
                //返回byte[]
                byte[] code = classWriter.toByteArray();
                //类的加载
                test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//Class对象
                j++;
            }
        } finally {
            System.out.println(j);
        }
    }
}