JDK方法区、元空间区别 & String.intern相关面试题
一、方法区、永久代、元空间
1.方法区、永久代
方法区也是各个线程共享的内存区域,它用于存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
方法区域又被称为“永久代”,但这仅仅对于Sun HotSpot来讲,JRockit和IBM J9虚拟机中并不存在永久代的概念。
Java虚拟机规范把方法区描述为Java堆的一个逻辑部分,而且它和Java Heap一样不需要连续的内存,可以选择固定大小或可扩展,另外,虚拟机规范允许该区域可以选择不实现垃圾回收。
相对而言,垃圾收集行为在这个区域比较少出现。该区域的内存回收目标主要针是对废弃常量的和无用类的回收。
运行时常量池是方法区的一部分,Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池(Class文件常量池),用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。
运行时常量池相对于Class文件常量池的另一个重要特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只能在编译期产生,也就是并非预置入Class文件中的常量池的内容才能进入方法区的运行时常量池,运行期间也可能将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用比较多的是String类的intern()方法。
2.变更历史
在JDK1.7之前 运行时常量池逻辑包含字符串常量池存放在方法区, 此时hotspot虚拟机对方法区的实现为永久代
在JDK1.7 字符串常量池被从方法区拿到了堆(方法区是堆的一个逻辑分区)中, 这里没有提到运行时常量池,也就是说字符串常量池被单独拿到堆,运行时常量池剩下的东西还在方法区, 也就是hotspot中的永久代
在JDK1.8及之后 hotspot移除了永久代用元空间(Metaspace)取而代之, 这时候字符串常量池还在堆, 运行时常量池还在方法区, 只不过方法区的实现从永久代变成了元空间(Metaspace)。
如下图Java堆内存结构,注意,在Java虚拟机规范将永久代(方法区)中描述为Java堆的一个逻辑部分。
二、元空间
JDK8 HotSpot JVM 将永久代移除,使用本地内存来存储类元数据信息并称之为:元空间(Metaspace)。
以下是JVM内存模型中方法区的变动:
- 新生代:Eden+From Survivor+To Survivor
- 老年代:OldGen
- 永久代(方法区的实现) : PermGen替换为Metaspace(本地内存中)
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。
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
2.变动原因
字符串存在永久代中,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
类及方法的信息等比较难确定其大小,因此对于永久代的大小指定比较困难,太小容易出现永久代溢出,太大则容易导致老年代溢出。
永久代会为 GC 带来不必要的复杂度,并且回收效率偏低。
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。
3.移除永久代的影响
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。因此,我们就不会遇到永久代存在时的内存溢出错误,也不会出现泄漏的数据移到交换区这样的事情。最终用户可以为元空间设置一个可用空间最大值,如果不进行设置,JVM会自动根据类的元数据大小动态增加元空间的容量。
注意:永久代的移除并不代表自定义的类加载器泄露问题就解决了。因此,你还必须监控你的内存消耗情况,因为一旦发生泄漏,会占用你的大量本地内存,并且还可能导致交换区交换更加糟糕。
了解更多:元空间的内存管理
三、String.intern面试题
1.intern()方法解释
intern() 方法返回字符串对象的规范化表示形式。
它遵循以下规则:对于任意两个字符串 s 和 t,当且仅当 s.equals(t) 为 true 时,s.intern() == t.intern() 才为 true。
String.intern方法究竟做了什么?jdk源码中对intern方法的详细解释为:
Returns a canonical representation for the string object. A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the class String. When the intern method is invoked, if the pool already contains a string equal to this String object as determined by the equals(Object) method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to this String object is returned. It follows that for any two strings s and t, s.intern() == t.intern() is true if and only if s.equals(t) is true. All literal strings and string-valued constant expressions are interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the The Java? Language Specification.
简单来说就是intern用来返回常量池中的某字符串,如果常量池中已经存在该字符串,则直接返回常量池中该对象的引用。否则,在常量池中加入该对象,然后 返回引用。(这里的加入该对象对于java1.7前后的处理方式不同, 往后看)
2.实例
看下一个例子:
String str1 = "a";
String str2 = "b";
String str3 = "ab";
String str4 = str1 + str2;
String str5 = new String("ab"); System.out.println(str5.equals(str3)); // true
System.out.println(str5 == str3); // false
System.out.println(str5.inter() == str3); // true
System.out.println(str5.inter() == str4); // false
为什么会得到这样的一个结果呢?我们一步一步的分析。
第一、str5.equals(str3)这个结果为true,不用太多的解释,因为字符串的值的内容相同。
第二、str5 == str3对比的是引用的地址是否相同,由于str5采用new String方式定义的,所以地址引用一定不相等。所以结果为false。
第三、当str5调用intern的时候,会检查字符串池中是否含有该字符串。由于之前定义的str3已经进入字符串池中,所以会得到相同的引用。
第四,当str4 = str1 + str2后,str4的值也为”ab”,但是为什么这个结果会是false呢?先看下面代码:
String a = new String("ab");
String b = new String("ab");
String c = "ab";
String d = "a" + "b";
String e = "b";
String f = "b" + e; System.out.println(b.intern() == a); // false
System.out.println(b.intern() == c); // true
System.out.println(b.intern() == d); // true
System.out.println(b.intern() == f); // false
System.out.println(b.intern() == a.intern()); // true
由运行结果可以看出来,b.intern() == a和b.intern() == c可知,采用new 创建的字符串对象不进入字符串池,并且通过b.intern() == d和b.intern() == f可知,字符串相加的时候,都是静态字符串的结果会添加到字符串池,如果其中含有变量(如f中的e)则不会进入字符串池中。但是字符串一旦进入字符串池中,就会先查找池中有无此对象。如果有此对象,则让对象引用指向此对象。如果无此对象,则先创建此对象,再让对象引用指向此对象。
3.在看《深入理解java虚拟机》中的一个例子:
结果是:
true
false
《深入理解java虚拟机》中写道,如果JDK1.6会返回两个false,JDK1.7运行则会返回一个true一个false。
JDK1.6中,intern()方法会把首次遇到的字符串实例复制到永久代中,返回的也是永久代中这个字符串的实例的引用,而StringBulder创建的字符串实例在Java堆上,所以必然不是同一个引用,将返回false。
JDK1.7中,intern()的实现不会在复制实例,只是在常量池中记录首次出现的实例引用,因此返回的是引用和由StringBuilder.toString()创建的那个字符串实例是同一个。
str2的比较返回false因为"java"这个字符串在执行StringBuilder.toString()之前已经出现过,字符串常量池中已经有它的引用了,不符合“首次出现”的原则,而“计算机软件”这个字符串是首次出现,因此返回true。(System类自动由java虚拟机调用, 其中把"java"加入到了常量池中)
4.总结:
- new String都是在堆上创建字符串对象。当调用 intern() 方法时,编译器会将字符串添加到常量池中(stringTable维护),并返回指向该常量的引用。
- 通过字面量赋值创建字符串(如:String str=”twm”)时,会先在常量池中查找是否存在相同的字符串,若存在,则将栈中的引用直接指向该字符串;若不存在,则在常量池中生成一个字符串,再将栈中的引用指向该字符串。
- 常量字符串的“+”操作,编译阶段直接会合成为一个字符串。如string str=”JA”+”VA”,在编译阶段会直接合并成语句String str=”JAVA”,于是会去常量池中查找是否存在”JAVA”,从而进行创建或引用。
- 常量字符串和变量拼接时(如:String str3=baseStr + “01”;)会调用stringBuilder.append()在堆上创建新的对象。
- 对于final字段,编译期直接进行了常量替换(而对于非final字段则是在运行期进行赋值处理的)。在编译时,直接替换成了String str3=”ja”+”va”,根据第三条规则,再次替换成String str3=”JAVA”。
final String str1=”ja”;
final String str2=”va”;
String str3=str1+str2;
- JDK 1.7后,intern方法还是会先去查询常量池中是否有已经存在,如果存在,则返回常量池中的引用,这一点与之前没有区别,区别在于,如果在常量池找不到对应的字符串,则不会再将字符串拷贝到常量池,而只是在常量池中生成一个对原字符串的引用。简单的说,就是往常量池放的东西变了:原来在常量池中找不到时,复制一个副本放到常量池,1.7后则是将在堆上的地址引用复制到常量池。
参考文档
- https://blog.csdn.net/q5706503/article/details/84640762
- https://blog.csdn.net/q5706503/article/details/84621210
- https://blog.csdn.net/q5706503/article/details/84586219
- https://blog.csdn.net/soonfly/article/details/70147205
JDK方法区、元空间区别 & String.intern相关面试题的更多相关文章
- JDK8的JVM内存结构,元空间替代永久代成为方法区及常量池的变化
JVM的知识这里总结的很详细:https://github.com/doocs/jvm/blob/master/README.md,因此在本博客也不会再对其中的东西重复总结了. 现在很多文章关于JVM ...
- JVM详解(五)——运行时数据区-方法区
一.概述 1.介绍 <Java虚拟机规范>中明确说明:尽管所有的方法区在逻辑上属于堆的一部分,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HotSpot JVM而言,方法 ...
- JVM学习笔记——方法区
方法区 Method Area 方法区在逻辑上属于堆的一部分,但可以看做是一块独立于 Java 堆的内存空间.所有的字段和方法字节码,以及一些特殊的方法,如构造函数,接口代码在此定义.所有定义方法的信 ...
- 7.JVM调优-方法区,堆,栈调优详解
通常我们都知道在堆空间新生代Eden区满了,会触发minor GC, 在老年代满了会触发full GC, 触发full GC会导致Stop The World, 那你们知道还有一个区域满了一会触发Fu ...
- Java里的堆(heap)栈(stack)和方法区(method)
基础数据类型直接在栈空间分配, 方法的形式参数,直接在栈空间分配,当方法调用完成后从栈空间回收. 引用数据类型,需要用new来创建,既在栈空间分配一个地址空间,又在堆空间分配对象的类变量 . 方法 ...
- jvm入门及理解(四)——运行时数据区(堆+方法区)
一.堆 定义: Heap,通过new关键字创建的对象,都存放在堆内存中. 特点 线程共享,堆中的对象都存在线程安全的问题 垃圾回收,垃圾回收机制重点区域. jvm内存的划分: JVM内存划分为堆内存和 ...
- Java中的栈,堆,方法区和常量池
要说Java中的栈,堆,方法区和常量池就要提到HotSpot,HotSpot是Sun JDK 和 Open JDK中所带的虚拟机. (Sun JDK 和 Open JDK除了注释不同,代码实现基本上是 ...
- static关键字与方法区和类加载
1.static的作用 答:将成员变量或方法存储进方法区.因为方法区能保证数据只存在一份,只会加载一次(类加载器加载类的时候才加载一次) 注:static Object obj = new Objec ...
- (转)java中的方法区
首先要说明的是,此文章转载自 http://blog.csdn.net/zzhangxiaoyun/article/details/7518917 谢谢作者.是本人认为对方法区解释得比较清楚的一篇文章 ...
随机推荐
- SpringBoot数据访问之整合Mybatis配置文件
环境搭建以及前置知识回顾 SpringBoot中有两种start的形式: 官方:spring-boot-starter-* 第三方:*-spring-boot-starter Mybatis属于第三方 ...
- 看完就会的Spring Cloud Gateway
在前面几节,我给大家介绍了当一个系统拆分成微服务后,会产生的问题与解决方案:服务如何发现与管理(Nacos注册中心实战),服务与服务如何通信(Ribbon, Feign实战) 今天我们就来聊一聊另一个 ...
- C++水仙花 (如:153 = 1*1*1 + 5*5*5 + 3*3*3)
1 #include <iostream> 2 #include <ctime> 3 using namespace std; 4 5 int main() 6 { 7 int ...
- 字节跳动Android春招,三轮面试,夺命连环问,心态崩了
我是春招参加字节面试的,现在已经入职俩月啦,当时没有及时记录下来拖到现在...我尽量回忆当时的内容希望能帮到大家. 投的部门是深圳字节影像,不得不说这个部门的效率,上午投下午就接到hr的电话约面试时间 ...
- Android开发失业50天,面了10家公司,唯二的offer也主动拒了
最近在论坛看到这样一个帖子: 坐标深圳. 4 月上旬公司解散.(现在想想好像是假解散,真裁员) 这一个半月以来,从朋友内推,到拉勾.Boss 直聘,再到猎聘.智联招聘. 从开始的精准投递,到后来的海投 ...
- Window2016 安装Docker
测试环境 Windows2016 DataCenter 安装步骤 1.开始运行"PowerShell" 2.指定Tls协议为1.2.(建议都先执行这一条命令,官方文档没有这一步,实 ...
- canvas也能实现事件系统????
前言 大家好! 我是热爱图形的fly, 之前在群里和粉丝讨论canvas 如何事件系统, 然后呢? 我自己其实也对这个比较感兴趣, 我看过很多canvas 实现的项目, 比如canvas 实现思维导图 ...
- 过去,我买漫画看;现在,我用Python爬虫来看
原标题:运用Python多线程爬虫下载漫画 前言: 以前,我都是买漫画书看的,那个时候没有电脑.今天,我到网上看了一下,发现网上提供漫画看,但是时时需要网络啊!为什么不将它下载下来呢! 1.怎样实现 ...
- SQL注入的那些面试题总结
一.知识储备类 1.SQL与NoSQL的区别? SQL:关系型数据库 NoSQL:非关系型数据库 存储方式:SQL具有特定的结构表,NoSQL存储方式灵活 性能:NoSQL较优于SQL 数据类型:SQ ...
- wait notify的使用
1.wait().notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法,无法被重写. 2.wait()使当前线程阻塞,前提是 必须先获得锁,一般配合synchronized 关 ...