JDK8-廢棄永久代（PermGen）迎來元空間（Metaspace）
正文
回到頂部一、背景
1.1 永久代（PermGen）在哪裡？
根據，hotspot jvm結構如下(虛擬機器棧和本地方法棧合一起了)：
上圖引自網路，但有個問題：方法區和heap堆都是執行緒共享的記憶體區域。
關於方法區和永久代：
在HotSpot JVM中，這次討論的永久代，就是上圖的方法區（JVM規範中稱為方法區）。《Java虛擬機器規範》只是規定了有方法區這麼個概念和它的作用，並沒有規定如何去實現它。在其他JVM上不存在永久代。
1.2 JDK8永久代的廢棄
JDK8 永久代變化如下圖：
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----->替換為Metaspace(本地記憶體中)
回到頂部二、為什麼廢棄永久代（PermGen）
2.1 官方說明
參照JEP122：http://openjdk.java.net/jeps/122，原文擷取：
回到頂部Motivation
This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation.
即：移除永久代是為融合HotSpot JVM與 JRockit VM而做出的努力，因為JRockit沒有永久代，不需要配置永久代。
2.2 現實使用中易出問題
由於永久代記憶體經常不夠用或發生記憶體洩露，爆出異常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen
回到頂部三、深入理解元空間（Metaspace）
3.1元空間的記憶體大小
元空間是方法區的在HotSpot jvm 中的實現，方法區主要用於儲存類的資訊、常量池、方法資料、方法程式碼等。方法區邏輯上屬於堆的一部分，但是為了與堆進行區分，通常又叫“非堆”。
元空間的本質和永久代類似，都是對JVM規範中方法區的實現
3.2常用配置引數
1.MetaspaceSize
初始化的Metaspace大小，控制元空間發生GC的閾值。GC後，動態增加或降低MetaspaceSize。在預設情況下，這個值大小根據不同的平臺在12M到20M浮動。使用Java -XX:+PrintFlagsInitial命令檢視本機的初始化引數
2.MaxMetaspaceSize
限制Metaspace增長的上限，防止因為某些情況導致Metaspace無限的使用本地記憶體，影響到其他程式。在本機上該引數的預設值為4294967295B（大約4096MB）。
3.MinMetaspaceFreeRatio
當進行過Metaspace GC之後，會計算當前Metaspace的空閒空間比，如果空閒比小於這個引數（即實際非空閒佔比過大，記憶體不夠用），那麼虛擬機器將增長Metaspace的大小。預設值為40，也就是40%。設定該引數可以控制Metaspace的增長的速度，太小的值會導致Metaspace增長的緩慢，Metaspace的使用逐漸趨於飽和，可能會影響之後類的載入。而太大的值會導致Metaspace增長的過快，浪費記憶體。
4.MaxMetasaceFreeRatio
當進行過Metaspace GC之後， 會計算當前Metaspace的空閒空間比，如果空閒比大於這個引數，那麼虛擬機器會釋放Metaspace的部分空間。預設值為70，也就是70%。
5.MaxMetaspaceExpansion
Metaspace增長時的最大幅度。在本機上該引數的預設值為5452592B（大約為5MB）。
6.MinMetaspaceExpansion
Metaspace增長時的最小幅度。在本機上該引數的預設值為340784B（大約330KB為）。
3.3測試並追蹤元空間大小
3.3.1.測試字串常量
1 public class StringOomMock { 2 static String base = "string"; 3 4 public static void main(String[] args) { 5 List<String> list = new ArrayList<String>(); 6 for (int i=0;i< Integer.MAX_VALUE;i++){ 7 String str = base + base; 8 base = str; 9 list.add(str.intern()); 10 } 11 } 12 }
在eclipse中選中類--》run configuration-->java application--》new 引數如下：
由於設定了最大記憶體20M，很快就溢位，如下圖：
可見在jdk8中：
1.字串常量由永久代轉移到堆中。
2.持久代已不存在，PermSize MaxPermSize引數已移除。（看圖中最後兩行）
3.3.2.測試元空間溢位
根據定義，我們以載入類來測試元空間溢位，程式碼如下：
1 package jdk8; 2 3 import java.io.File; 4 import java.lang.management.ClassLoadingMXBean; 5 import java.lang.management.ManagementFactory; 6 import java.net.URL; 7 import java.net.URLClassLoader; 8 import java.util.ArrayList; 9 import java.util.List; 10 11 /** 12 * 13 * @ClassName:OOMTest 14 * @Description:模擬類載入溢位（元空間oom） 15 * @author diandian.zhang 16 * @date 2017年4月27日上午9:45:40 17 */ 18 public class OOMTest { 19 public static void main(String[] args) { 20 try { 21 //準備url 22 URL url = new File("D:/58workplace/11study/src/main/java/jdk8").toURI().toURL(); 23 URL[] urls = {url}; 24 //獲取有關型別載入的JMX介面 25 ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean(); 26 //用於快取類載入器 27 List<ClassLoader> classLoaders = new ArrayList<ClassLoader>(); 28 while (true) { 29 //載入型別並快取類載入器例項 30 ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls); 31 classLoaders.add(classLoader); 32 classLoader.loadClass("ClassA"); 33 //顯示數量資訊（共載入過的型別數目，當前還有效的型別數目，已經被解除安裝的型別數目） 34 System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount()); 35 System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount()); 36 System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount()); 37 } 38 } catch (Exception e) { 39 e.printStackTrace(); 40 } 41 } 42 }
為了快速溢位，設定引數：-XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=80m，執行結果如下：
上圖證實了，我們的JDK8中類載入（方法區的功能）已經不在永久代PerGem中了，而是Metaspace中。可以配合JVisualVM來看，更直觀一些。
回到頂部四、總結
本文講解了元空間（Metaspace）的由來和本質，常用配置，以及監控測試。元空間的大小是動態變更的，但不是無限大的，最好也時常關注一下大小，以免影響伺服器記憶體。
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參考：