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JVM笔记十三:方法区

时间:2023-08-27

运行时数据区结构图:

1 - 栈、堆、方法区的交互关系

Person这个类型:整个类的结构加载到方法区(.Class)
new Person() : new 的对象放到java堆
person这个局部变量放到栈帧的局部变量表中

2 - 方法区的理解 方法区的位置:

《Java虚拟机规范》中明确说明:“尽管所有的方法区在逻辑上是属于堆的一部分,但一些简单的实现可能不会选择去进行垃圾收集或者进行压缩。”但对于HotSpotJVM而言,方法区还有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的就是要和堆分开。方法区看作是一块独立于Java堆的内存空间。

方法区的理解:

1.方法区(Method Area) 与Java堆一样, 是各个线程共享的内存区域。
2.方法区在JVM启动的时候被创建,并且它的实际的物理内存空间中和Java堆区一样都可以是不连续的。
3.方法区的大小,跟堆空间一样,可以选择固定大小或者可扩展。
4.方法区的大小决定了系统可以保存多少个类,如果系统定义了太多的类,导致方法区溢出,虚拟机同样会抛出内存溢出错误: java.lang.OutofMemoryError: PermGen space 或者java.lang.OutOfMemoryError: metaspace
导致方法区溢出的一些情况:加载大量的第三方的jar包;Tomcat部署的工程过多(30-50个) ;大量动态的生成反射类
5.关闭JVM就会释放这个区域的内存。

Hotspot中方法区的演进

● 在jdk7及以前,习惯上把方法区,称为永久代。jdk8开始,使用元空间取代了永久代。
In JDK8, dasses metadata is now stored in the natve heap and this space is aldl metaspace.
● 本质上,方法区和永久代并不等价。仅是对hotspot而言的。《Java 虛拟机规范》对如何实现方法区,不做统一要求。例如: BEA JRockit/ IBM J9中不存在永久代的概念。
现在来看,当年使用永久代,不是好的idea。导致Java程序更容易00M (超过-XX:MaxPermSize上限)

● 而到了JDK 8, 终于完全废弃了永久代的概念,改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间(metaspace)来代替

● 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最大的区别在于:元空间不在虚拟机设置的内存中,而是使用本地内存。
● 永久代、元空间二者并不只是名字变了,内部结构也调整了。
● 根据《Java虚拟机规范》的规定,如果方法区无法满足新的内存分配需求时,将抛出O0M异常。

链接: The Java® Virtual Machine Specification .

3 - 设置方法区大小与OOM 设置方法区内存的大小

方法区的大小不必是固定的,jvm可以根据应用的需要动态调整。

jdk7及以前:

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及以后:

元数据区大小可以使用参数-XX :metaspaceSize和-XX: MaxmetaspaceSize指定,替代上述原有的两个参数。默认值依赖于平台。windows 下,-XX:metaspaceSize是21M, -XX :MaxmetaspaceSize的值是-1,即没有限制。与永久代不同,如果不指定大小,默认情况下,虚拟机会耗尽所有的可用系统内存。如果元数据区发生溢出,虚拟机一样会抛出异常OutOfMemoryError: metaspace-XX:metaspaceSize: 设置初始的元空间大小。对于- -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,Full GC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。如果初始化的高水位线设置过低,上述高水 位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到Full GC多次调用。为了避免频繁地GC,建议将 -XX:metaspaceSize 设置为一个相对较高的值。

测试设置方法区大小参数的默认值jdk7及以前:-XX:Permsize=100m -XX:MaxPermSize=100mjdk8及以后:-XX:metaspacesize=100m -XX:MaxMe taspacesize=100m[填写参数位置](https://blog.csdn.net/munangs/article/details/121967835?spm=1001.2014.3001.5501)


方法区内存溢出的例子:

1.借助CGLib使得方法区出现内存溢出异常

2.

public class OOMTest extends ClassLoader{ public static void main(String[] args) { int j = 0; try { OOMTest test = new OOMTest(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { //创建ClassWriter对象, 用于生成类的二进制字节码 ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0); //指明版本号,修饰符,类名,包名,父类,接口 classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null); //返回byte[] byte[] code = classWriter.toByteArray(); //类的加载 test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//Class对象 j++; } } finally { System.out.println(j); } }}依赖:org.ow2.asmasm8.0

解决OOM

1、要解决00M异常或heap space的异常, 一般的手段是首先通过内存映像分析工具(如Eclipse Memory Analyzer) 对dump出来的堆转储快照进行分析,重点是确认内存中的对象是否是必要的,也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏(Memory Leak)还是内存溢出( Memory 0verflow)。
2、如果是内存泄漏,可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots 的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GCRoots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄漏对象的类型信息,以及GC Roots引用链的信息,就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。
3、如果不存在内存泄漏,换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着,那就应当检查虚拟机的堆参数(-Xmx与-Xms) ,与机器物理内存对比看是否还可以调大,从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况,尝试减少程序运行期的内存消耗。

4 - 方法区的内部结构

未完待续。。。

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