方法区Method元空间

主要是存储类信息 线程共享 JVM启动时才能被创建,可以在物理空间上不连续

系统定义太多的类可能会导致方法区溢出-----》OOM(比如:加载大量第三方Jar包;tomcat部署工程过多;大量动态的生成反射类)

元空间和永久代的最大区别:元空间不在虚拟机设置的内存中,而是使用本地内存

①栈、堆、方法区的交互关系

很重要!!!

java元空间默认大小 元空间 java_常量池

 

java元空间默认大小 元空间 java_tomcat_02

②设置方法区大小与OOM

Jdk7之前:

  • 通过-xx:Permsize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M
  • -XX:MaxPermsize来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M,64位机器模式是82M
  • 当JVM加载的类信息容量超过了这个值,会报异常OutofMemoryError:PermGen space。

jdk8之后:

-XX:MetaspaceSize:设置初始的元空间大小。对于一个64位的服务器端JVM来说,其默认的-xx:MetaspaceSize值为21MB。这就是初始的高水位线,一旦触及这个水位线,Ful1GC将会被触发并卸载没用的类(即这些类对应的类加载器不再存活)然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不足,那么在不超过MaxMetaspaceSize时,适当提高该值。如果释放空间过多,则适当降低该值。

-XX:MaxMetaspaceSize:最大元空间大小,值是-1,即没有限制。

OOM例子:因为方法区主要是存储类信息---->只要创建出很多的类就会导致OOM

  • 加载大量第三方Jar包;
  • tomcat部署工程过多;
  • 大量动态的生成反射类

③方法区的内部结构

方法区主要是存放类信息,和运行时常量池

java元空间默认大小 元空间 java_java元空间默认大小_03

java元空间默认大小 元空间 java_java_04

存放已经被JVM加载的类型信息、常量、静态变量、JIT代码缓存、域信息、方法信息

类型信息

对每个加载的类型(类class、接口interface、枚举enum、注解annotation),JVm必须在方法区中存储以下类型信息:

  • 这个类型的完整有效名称(全名=包名.类名)
  • 这个类型直接父类的完整有效名(对于interface或是java.lang.object,都没有父类)
  • 这个类型的修饰符(public,abstract,final的某个子集)
  • 这个类型直接接口的一个有序列表

域信息

域:成员变量

JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序

域的相关信息包括:域名称、域类型、域修饰符(public,private,protected,static,final,volatile,transient的某个子集)

方法(Method)信息

JVM必须保存所有方法的以下信息,同域信息一样包括声明顺序:

  • 方法名称
  • 方法的返回类型(或void)
  • 方法参数的数量和类型(按顺序)
  • 方法的修饰符(public,private,protected,static,final,synchronized,native,abstract的一个子集)
  • 方法的字节码(bytecodes)、操作数栈、局部变量表及大小(abstract和native方法除外)
  • 异常表(abstract和native方法除外)

每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引

运行时常量池VS常量池

运行时常量池:在方法区内

常量池:在字节码class文件中(包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用)

java元空间默认大小 元空间 java_tomcat_05

java元空间默认大小 元空间 java_开发语言_06

常量池:

  • 数量值
  • 字符串值
  • 类引用
  • 字段引用
  • 方法引用

常量池、可以看做是一张表,虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等类型

运行时常量池:

常量池经过类加载到方法区之后就形成了运行时常量池(运行时常量池具有动态性

动态性是指:在运行期间也可以将新的常量放入池中,这种特性利用的较多的是String类中的intern()方法

访问标志:识别一些类或者接口层次的访问信息

这个class是类还是接口;是否为public、是否为abstract、是否被声明为final

类索引:确定这个类的全限定名

父类索引:确定这个类的父类的全限定名(只有一个 java不允许多继承)

接口索引:描述这个类实现了哪些接口

④方法区变化

只有Hotspot才有永久代,对于JRockit、J9来说是不存在永久代的概念

JDK1.6及以前

有永久代,静态变量存储在永久代上

JDK1.7

有永久代,但已经逐步 “去永久代”,字符串常量池,静态变量移除,保存在堆中

JDK1.8

无永久代,类型信息,字段,方法,常量保存在本地内存的元空间,但字符串常量池、静态变量仍然在堆中。

java元空间默认大小 元空间 java_java元空间默认大小_07

java元空间默认大小 元空间 java_常量池_08

java元空间默认大小 元空间 java_常量池_09

为什么永久代要被元空间替代?

JRockit是和HotSpot融合后的结果,因为JRockit没有永久代,所以他们不需要配置永久代

由于类的元数据分配在本地内存中,元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间

  • 为永久代设置空间大小是很难确定的。

在某些场景下,如果动态加载类过多,容易产生Perm区的oom。

而元空间和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。

  • 对永久代进行调优是很困难的。
  • 主要是为了降低Full GC

方法区的垃圾收集主要回收两部分内容:常量池中废弃的常量和不在使用的类型

StringTable为什么要调整位置

jdk7中将StringTable放到了堆空间中。因为永久代的回收效率很低,在full gc的时候才会触发。而ful1gc是老年代的空间不足、永久代不足时才会触发。

这就导致stringTable回收效率不高。而我们开发中会有大量的字符串被创建,回收效率低,导致永久代内存不足。放到堆里,能及时回收内存。

静态变量存放在那里?

Jdk1.6之前--->永久代

jdk1.7之后---->堆

⑤对象实例化相关

创建对象的方式:

  • new
  • Class的newInstance():反射,只能调用空参的构造器
  • Constructor的newInstance():反射 可调用无参、有参
  • clone:object中的一个方法
  • 使用反序列化:获取对象的二进制流
  • 第三方库Objenesis

创建对象的步骤:

  • 判断对象对应的类是否已经被加载、链接和初始化
  • 为对象分配内存(这个阶段已经知道对象的占用空间)
  • 处理并发安全问题(new出来的对象放在堆中,堆是共享数据,就会出现并发问题)
  • 区域加锁 采用CAS失败重试
  • 每个线程预先分配一块TLAB
  • 初始化分配到的空间(将对象的竖向进行默认初始化)
  • 设置对象的对象头(对象所属类 对象的hashcode、对象的GC信息 锁信息)
  • 执行init方法进行初始化

对象访问方式:

JVM怎么通过栈帧的对象引用访问到内部的对象实例?

两种访问方式:

  • 句柄访问:

当对象实例移动时,栈空间引用地址可以不改变进行访问

  • 直接指针(Hotspot采用)

java元空间默认大小 元空间 java_java元空间默认大小_10

 

效率较高 但是对象实例移动时栈帧引用也需要移动

⑥方法区的GC

  • 常量池中废弃的变量:没有引用就回收
  • 不再使用的类型:(判断这个条件苛刻并且费事)
  • 该类的所有实例都被回收
  • 加载类的加载器被回收
  • 该类对应的Class对象没有被引用

java元空间默认大小 元空间 java_java_11