JDK8-废弃永久代（PermGen）迎来元空间（Metaspace）

约定不等于承诺〃 2021-06-11 15:14 419阅读 0赞

[https://www.cnblogs.com/yulei126/p/6777323.html][https_www.cnblogs.com_yulei126_p_6777323.html]

1.背景

2.为什么废弃永久代（PermGen）

3.深入理解元空间（Metaspace）

4.总结

========正文分割线=====

## 一、背景 ##

### 1.1 永久代（PermGen）在哪里？ ###

根据，hotspot jvm结构如下(虚拟机栈和本地方法栈合一起了)：

![format_png][]

上图引自网络，但有个问题：方法区和heap堆都是线程共享的内存区域。

**关于方法区和永久代：**

在HotSpot JVM中，这次讨论的**永久代**，就是上图的方法区（JVM规范中称为方法区）。《Java虚拟机规范》只是规定了有方法区这么个概念和它的作用，并没有规定如何去实现它。在其他JVM上不存在永久代。

### 1.2 JDK8永久代的废弃 ###

JDK8 永久代变化如下图：

![format_png 1][]

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)

##  二、为什么废弃永久代（PermGen） ##

###  2.1 官方说明 ###

参照JEP122：http://openjdk.java.net/jeps/122，原文截取：

## 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：移除永久代是为融合HotSpot JVM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。

###  2.2 现实使用中易出问题 ###

由于永久代内存经常不够用或发生内存泄露，爆出异常*java.lang.OutOfMemoryError: PermGen*

## 三、深入理解元空间（Metaspace） ##

### 3.1元空间的内存大小 ###

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，但是为了与堆进行区分，通常又叫“非堆”。

元空间的本质和永久代类似，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，需要配置参数。

### 3.2常用配置参数 ###

1.MetaspaceSize

初始化的Metaspace大小，控制元空间发生GC的阈值。GC后，动态增加或降低MetaspaceSize。在默认情况下，这个值大小根据不同的平台在12M到20M浮动。使用[Java][] -XX:+PrintFlagsInitial命令查看本机的初始化参数

2.MaxMetaspaceSize

限制Metaspace增长的上限，防止因为某些情况导致Metaspace无限的使用本地内存，影响到其他程序。在本机上该参数的默认值为4294967295B（大约4096MB）。

3.MinMetaspaceFreeRatio

当进行过Metaspace GC之后，会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比小于这个参数（即实际非空闲占比过大，内存不够用），那么虚拟机将增长Metaspace的大小。默认值为40，也就是40%。设置该参数可以控制Metaspace的增长的速度，太小的值会导致Metaspace增长的缓慢，Metaspace的使用逐渐趋于饱和，可能会影响之后类的加载。而太大的值会导致Metaspace增长的过快，浪费内存。

4.MaxMetasaceFreeRatio

当进行过Metaspace GC之后， 会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比大于这个参数，那么虚拟机会释放Metaspace的部分空间。默认值为70，也就是70%。

5.MaxMetaspaceExpansion

Metaspace增长时的最大幅度。在本机上该参数的默认值为5452592B（大约为5MB）。

6.MinMetaspaceExpansion

Metaspace增长时的最小幅度。在本机上该参数的默认值为340784B（大约330KB为）。

### 3.3测试并追踪元空间大小 ###

3.3.1.测试字符串常量

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());
            }
        }
    }

在eclipse中选中类--》run configuration-->java application--》new 参数如下：

![format_png 2][]

由于设定了最大内存20M，很快就溢出，如下图：

![format_png 3][]

可见在jdk8中：

1.字符串常量由永久代转移到堆中。

2.持久代已不存在，PermSize MaxPermSize参数已移除。（看图中最后两行）

3.3.2.测试元空间溢出

根据定义，我们以加载类来测试元空间溢出，代码如下：

package jdk8;
    
    import java.io.File;
    import java.lang.management.ClassLoadingMXBean;
    import java.lang.management.ManagementFactory;
    import java.net.URL;
    import java.net.URLClassLoader;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 
     * @ClassName:OOMTest
     * @Description:模拟类加载溢出（元空间oom）
     * @author diandian.zhang
     * @date 2017年4月27日上午9:45:40
     */
    public class OOMTest {  
        public static void main(String[] args) {  
            try {  
                //准备url  
                URL url = new File("D:/58workplace/11study/src/main/java/jdk8").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("ClassA");  
                    //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();  
            }  
        }  
    }

为了快速溢出，设置参数：-XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=80m，运行结果如下：

![format_png 4][]

上图证实了，我们的JDK8中类加载（方法区的功能）已经不在永久代PerGem中了，而是Metaspace中。可以配合JVisualVM来看，更直观一些。

##  四、总结 ##

本文讲解了元空间（Metaspace）的由来和本质，常用配置，以及监控测试。元空间的大小是动态变更的，但不是无限大的，最好也时常关注一下大小，以免影响服务器内存。

[https_www.cnblogs.com_yulei126_p_6777323.html]: https://www.cnblogs.com/yulei126/p/6777323.html
[format_png]: /images/20210527/54a6311b581e40a9ba2145001921cbe4.png
[format_png 1]: /images/20210527/04f1c6d8fbba4d80964347aeecf9284f.png
[Java]: http://lib.csdn.net/base/javase
[format_png 2]: /images/20210527/269110195c224a939ff4fa3620f1d38b.png
[format_png 3]: /images/20210527/5eb1c8667d9a478e8491e15df7d684b4.png
[format_png 4]: /images/20210527/78e00f172b5a4cfb8313478f08fe53ab.png