JVM 中的永久代

一时失言乱红尘 2022-05-14 04:50 178阅读 0赞

### **PermGen（永久代）** ###

绝大部分 Java 程序员应该都见过 “java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space “这个异常。这里的 “PermGen space”其实指的就是方法区。不过方法区和“PermGen space”又有着本质的区别。前者是 JVM 的规范，而后者则是 JVM 规范的一种实现，并且只有 HotSpot 才有 “PermGen space”，而对于其他类型的虚拟机，如 JRockit（Oracle）、J9（IBM） 并没有“PermGen space”。由于方法区主要存储类的相关信息，所以对于动态生成类的情况比较容易出现永久代的内存溢出。最典型的场景就是，在 jsp 页面比较多的情况，容易出现永久代内存溢出。我们现在通过动态生成类来模拟 “PermGen space”的内存溢出：

package com.paddx.test.memory;
    
    import java.io.File;
    import java.net.URL;
    import java.net.URLClassLoader;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class PermGenOomMock{
        public static void main(String[] args) {
            URL url = null;
            List<ClassLoader> classLoaderList = new ArrayList<ClassLoader>();
            try {
                url = new File("/tmp").toURI().toURL();
                URL[] urls = {url};
                while (true){
                    ClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);
                    classLoaderList.add(loader);
                    loader.loadClass("com.paddx.test.memory.Test");
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

运行结果如下：   
![这里写图片描述][820406-20160327005846979-1124627174.png]  
　本例中使用的 JDK 版本是 1.7，指定的 PermGen 区的大小为 8M。通过每次生成不同URLClassLoader对象来加载Test类，从而生成不同的类对象，这样就能看到我们熟悉的 “java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space ” 异常了。这里之所以采用 JDK 1.7，是因为在 JDK 1.8 中， HotSpot 已经没有 “PermGen space”这个区间了，取而代之是一个叫做 Metaspace（元空间） 的东西。下面我们就来看看 Metaspace 与 PermGen space 的区别。

### **Metaspace（元空间）** ###

其实，移除永久代的工作从JDK1.7就开始了。JDK1.7中，存储在永久代的部分数据就已经转移到了Java Heap或者是 Native Heap。但永久代仍存在于JDK1.7中，并没完全移除，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。我们可以通过一段程序来比较 JDK 1.6 与 JDK 1.7及 JDK 1.8 的区别，以字符串常量为例：

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，这样可以比较快速的消耗内存。我们通过 JDK 1.6、JDK 1.7 和 JDK 1.8 分别运行：

JDK 1.6 的运行结果：   
![这里写图片描述][820406-20160327005929386-409283462.png]  
JDK 1.7的运行结果：   
![这里写图片描述][820406-20160327010033823-1341228280.png]  
JDK 1.8的运行结果：   
![这里写图片描述][820406-20160327010143776-1612977566.png]  
从上述结果可以看出，JDK 1.6下，会出现“PermGen Space”的内存溢出，而在 JDK 1.7和 JDK 1.8 中，会出现堆内存溢出，并且 JDK 1.8中 PermSize 和 MaxPermGen 已经无效。因此，可以大致验证 JDK 1.7 和 1.8 将字符串常量由永久代转移到堆中，并且 JDK 1.8 中已经不存在永久代的结论。现在我们看看元空间到底是一个什么东西？

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。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制，但可以通过以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：如果释放了大量的空间，就适当降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。   
　　-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以外，还有两个与 GC 相关的属性：   
　　-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集   
　　-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集

现在我们在 JDK 8下重新运行一下代码段 4，不过这次不再指定 PermSize 和 MaxPermSize。而是指定 MetaSpaceSize 和 MaxMetaSpaceSize的大小。输出结果如下：   
![这里写图片描述][820406-20160327010233933-699106123.png]  
从输出结果，我们可以看出，这次不再出现永久代溢出，而是出现了元空间的溢出。

> 转载自 [http://www.cnblogs.com/paddix/p/5309550.html][http_www.cnblogs.com_paddix_p_5309550.html]

[820406-20160327005846979-1124627174.png]: /images/20220514/974d6f9e47a84666936a9ebfbe6a2894.png
[820406-20160327005929386-409283462.png]: /images/20220514/7dd736bb24464603912faf9c3629bb0c.png
[820406-20160327010033823-1341228280.png]: /images/20220514/c4989795513b4efb96803472a3b13c30.png
[820406-20160327010143776-1612977566.png]: /images/20220514/c4df4d1e33464371b152c8fea68e7710.png
[820406-20160327010233933-699106123.png]: /images/20220514/e9a77d35fe864cfbb9da9582d3f4aabc.png
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