JVM结构 方法区 永久代 元空间

前言

    首先明白几个概念：JVM规范和JVM实现，方法区是JVM规范中定义的，永久代是JVM实现（HotSpot）中对于方法区的实现。

    Orcale在收到JRockit VM后对JRockit VM和HotSpot的优势作了融合，决定移除永久代，从JDK1.7开始，自JDK1.8彻底移除。在JDK1.7中 譬如符号引用(Symbols)转移到了native heap；字面量(interned strings)转移到了java heap；类的静态变量(class statics)转移到了java heap。（将字符串常量池移到堆内存中）。

背景

HotSpot jvm结构图：

永久代对应了上图的方法区。方法区和heap堆都是线程共享的内存区域。

JDK1.8作了以下调整：

1.新生代：Eden+From Survivor+To Survivor

2.老年代：OldGen

3.永久代（方法区的实现） : PermGen----->替换为Metaspace(本地内存中)

元空间是方法区的在HotSpot jvm 中的实现，方法区主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分，可是为了与堆进行区分，一般又叫“非堆”。

元空间的本质和永久代相似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。，理论上取决于32位/64位系统可虚拟的内存大小。可见也不是无限制的，须要配置参数。

测试

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());
        }
    }
}

这段程序以2的指数级不断的生成新的字符串，这样能够比较快速的消耗内存。咱们经过 JDK 1.六、JDK 1.7 和 JDK 1.8 分别运行：

jdk1.6中显示 永久代内存溢出

jdk1.7中显示 java堆内存溢出

jdk1.8中显示 java堆内存溢出，并显示permsize设置已在jdk1.8中移除。

元空间的本质和永久代相似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。所以，默认状况下，元空间的大小仅受本地内存限制，但能够经过如下参数来指定元空间的大小：

　　-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：若是释放了大量的空间，就适当下降该值；若是释放了不多的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提升该值。
　　-XX:MaxMetaspaceSize，最大空间，默认是没有限制的。

　　除了上面两个指定大小的选项之外，还有两个与 GC 相关的属性：
　　-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC以后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减小为分配空间所致使的垃圾收集
　　-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC以后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减小为释放空间所致使的垃圾收集

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 {  
	            //准备url  
	            URL url = new File("D:\\GryWorkspace\\20170815-2.0开发\\workspace\\开发3\\TestMeta\\bin").toURI().toURL();  
	            URL[] urls = {url};  
	            //获取有关类型加载的JMX接口  
	            ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();  
	            //用于缓存类加载器  
	            List<ClassLoader> classLoaders = new ArrayList<ClassLoader>();  
	            while (true) {  
	                //加载类型并缓存类加载器实例  
	                ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);  
	                classLoaders.add(classLoader);  
	                classLoader.loadClass("TestWX");  
	                //显示数量信息（共加载过的类型数目，当前还有效的类型数目，已经被卸载的类型数目）  
	                System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount());  
	                System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount());  
	                System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount());  
	            }  
	        } catch (Exception e) {  
	            e.printStackTrace();  
	        } 
	    }
}

根据这段代码测试，可是发现我使用的JDK不会重复加载TestWx，加载一次后total和active就稳定为435

添加jvm参数查看类加载的过程：-verbose:class

没有指望输出仍是略有遗憾。