JVM深入:JDK8-废弃永久代(PermGen)迎来元空间(Metaspace)(转)
转载自: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
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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):
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:
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


1 public class StringOomMock { 2 static String base = "string"; 3 4 public static void main(String[] args) { 5 List<String> list = new ArrayList<String>(); 6 for (int i=0;i< Integer.MAX_VALUE;i++){ 7 String str = base + base; 8 base = str; 9 list.add(str.intern()); 10 } 11 } 12 }


在eclipse中选中类--》run configuration-->java application--》new 参数如下:
由于设定了最大内存20M,很快就溢出,如下图:
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:


1 package jdk8; 2 3 import java.io.File; 4 import java.lang.management.ClassLoadingMXBean; 5 import java.lang.management.ManagementFactory; 6 import java.net.URL; 7 import java.net.URLClassLoader; 8 import java.util.ArrayList; 9 import java.util.List; 10 11 /** 12 * 13 * @ClassName:OOMTest 14 * @Description:模拟类加载溢出(元空间oom) 15 * @author diandian.zhang 16 * @date 2017年4月27日上午9:45:40 17 */ 18 public class OOMTest { 19 public static void main(String[] args) { 20 try { 21 //准备url 22 URL url = new File("D:/58workplace/11study/src/main/java/jdk8").toURI().toURL(); 23 URL[] urls = {url}; 24 //获取有关类型加载的JMX接口 25 ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean(); 26 //用于缓存类加载器 27 List<ClassLoader> classLoaders = new ArrayList<ClassLoader>(); 28 while (true) { 29 //加载类型并缓存类加载器实例 30 ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls); 31 classLoaders.add(classLoader); 32 classLoader.loadClass("ClassA"); 33 //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) 34 System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount()); 35 System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount()); 36 System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount()); 37 } 38 } catch (Exception e) { 39 e.printStackTrace(); 40 } 41 } 42 }


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