面试官，Java8中JVM内存结构变了，永久代到元空间

在Java8和之后版本中JVM的内存结构慢慢发生了变化。做为面试官若是你还不知道，那么面试过程当中是否是有些露怯？做为面试者，若是知晓这些变化，又将成为面试中的亮点。

若是在网络上搜索JVM内存结构，90%的可能会搜到Java7及之前的内存图，本篇文章将会对JVM内存结构再次细化，深刻理解Java8以后的内部变化。如今意×××”的好处了吧。在这里能够不断的刷新你的知识和认知。

JVM内存结构的细化

来看一下JVM中的内存结构图。

为了更细化的讲解，咱们将该图进行进一步的优化调整。针对java7及之前版本的细化。

看出变化了吗？堆和方法区连在了一块儿，但这并不能说堆和方法区是一块儿的，它们在逻辑上依旧是分开的。但在物理上来讲，它们又是连续的一块内存。也就是说，方法区和前面讲到的Eden和老年代是连续的。

在继续进行下去以前，咱们先来理解两个概念：规范和实现。

规范和实现

针对Java虚拟机的实现有专门的《Java虚拟机规范》，在遵照规范的前提下，不一样的厂商会对虚拟机进行不一样的实现。 就比如开发的过程当中定义了接口，具体的接口实现你们能够根据不一样的业务需求进行实现。

PS：你们都有必要了解一下《Java虚拟机规范×××”，回复“002”得到Java SE 7的虚拟机规范PDF版。

咱们一般使用的Java SE都是由Sun JDK和OpenJDK所提供，这也是应用最普遍的版本。而该版本使用的VM就是HotSpot VM。一般状况下，咱们所讲的java虚拟机指的就是HotSpot的版本。

永久代（PermGen）

上面理解了规范和实现以后，来看认识一个概念“永久代(Permanet Generation，也称PermGen)”。对于习惯了在HotSpot虚拟机上开发、部署的程序员来讲，不少都愿意将方法区称做永久代。

本质上来说二者并不等价，仅由于Hotspot将GC分代扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法区。在其余虚拟机上是没有永久代的概念的。也就是说方法区是规范，永久代是Hotspot针对该规范进行的实现。

理解上面的概念以后，咱们对Java7及之前版本的堆和方法区的构造再进行一下变更。

再重复一遍就是对Java7及之前版本的Hotspot中方法区位于永久代中。同时，永久代和堆是相互隔离的，但它们使用的物理内存是连续的。

永久代的垃圾收集是和老年代捆绑在一块儿的，所以不管谁满了，都会触发永久代和老年代的垃圾收集。

但在Java7中永久代中存储的部分数据已经开始转移到Java Heap或Native Memory中了。好比，符号引用(Symbols)转移到了Native Memory；字符串常量池(interned strings)转移到了Java Heap；类的静态变量(class statics)转移到了Java Heap。

而后，在Java8中，时代变了，Hotspot取消了永久代。永久代真的成了永久的记忆。永久代的参数-XX:PermSize和-XX：MaxPermSize也随之失效。

元空间(Metaspace)

对于Java8，HotSpots取消了永久代，那么是否是就没有方法区了呢？固然不是，方法区只是一个规范，只不过它的实现变了。

在Java8中，元空间(Metaspace)登上舞台，方法区存在于元空间(Metaspace)。同时，元空间再也不与堆连续，并且是存在于本地内存（Native memory）。

本地内存（Native memory），也称为C-Heap，是供JVM自身进程使用的。当Java Heap空间不足时会触发GC，但Native memory空间不够却不会触发GC。

针对Java8的调整，咱们再次对内存结构图进行调整。

元空间存在于本地内存，意味着只要本地内存足够，它不会出现像永久代中“java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space”这种错误。看上图中的方法区，是否是“膨胀”了。

默认状况下元空间是能够无限使用本地内存的，但为了避免让它如此膨胀，JVM一样提供了参数来限制它使用的使用。

• -XX:MetaspaceSize，class metadata的初始空间配额，以bytes为单位，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，就适当的下降该值；若是释放了不多的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize（若是设置了的话），适当的提升该值。
• -XX：MaxMetaspaceSize，能够为class metadata分配的最大空间。默认是没有限制的。
• -XX：MinMetaspaceFreeRatio,在GC以后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减小为class metadata分配空间致使的垃圾收集。
• -XX:MaxMetaspaceFreeRatio,在GC以后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减小为class metadata释放空间致使的垃圾收集。

永久代为何被替换了

思考一下，为何使用元空间替换永久代？

表面上看是为了不OOM异常。由于一般使用PermSize和MaxPermSize设置永久代的大小就决定了永久代的上限，可是不是总能知道应该设置为多大合适, 若是使用默认值很容易遇到OOM错误。

当使用元空间时，能够加载多少类的元数据就再也不由MaxPermSize控制, 而由系统的实际可用空间来控制。

更深层的缘由仍是要合并HotSpot和JRockit的代码，JRockit历来没有所谓的永久代，也不须要开发运维人员设置永久代的大小，可是运行良好。同时也不用担忧运行性能问题了,在覆盖到的测试中, 程序启动和运行速度下降不超过1%，可是这点性能损失换来了更大的安全保障。

小结

通过上面的讲解和演变，是否是对JVM的内存结构有了更深的理解了？能够和面试官多聊一下子了，毕竟面试官的时间也很少了。