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。所有定义方法的信息都保存在方法区。在 JDK 8 之后，方法区移动至本地内存中。

方法区具有以下特点：

• 方法区与 Java 堆一样，是各个线程共享的内存区域

• 方法区在 JVM 启动时创建完成，并且实际内存区域和 Java 堆区一样都可以是不连续的

• 方法区的大小，跟堆空间大小一样，可以选择固定大小或者可扩展

• 方法区的大小决定了系统可以保存多少类，在 JDK8 之后方法区溢出报错改为 OutOfMemoryError：Metaspace

• 关闭 JVM 后方法区就被释放

方法区内部结构

　　静态变量，常量，类信息，运行时常量池存在方法区中。实例变量存在堆中，与方法区无关。

类型信息

　　对每个加载的类型（类class，接口interface，枚举enum，注解annotation），在方法区存储以下信息：

• 类型的完整有效名称，全限定名

• 类型直接父类的全限定名

• 类型的修饰符（public，abstract，final 的子集）

• 类型直接接口的一个有序表

域（Field）信息（属性、字段）

• 所有域的相关信息以及域的声明顺序

• 域名称,域类型,域修饰符（public，private，protected，static，final，volatile，transient 的子集）

方法信息

• 声明顺序

• 方法名称

• 方法的返回值类型

• 方法参数的属性，类型，顺序

• 方法修饰符（public，private，protected，static，final，synchronized，native，abstract的子集）

常量池

　　Java 中的常量池分为静态常量池和运行时常量池。

静态常量池

　　即.class 文件中的常量池，class 文件中的常量池包含字符串(数字)字面量，类、方法的信息，占用class文件绝大部分空间。

运行时常量池

　　JVM 虚拟机在完成类装载后，将 class 文件中的常量池载入到内存中，并保存在方法区中，这就是运行时常量池

• 常量池表（Constant Pool Table）是 Class 文件的一部分，用于存放编译期间生成的各种字面量与符号引用，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

HotSpot 中的方法区

• JDK 7 之前习惯吧方法区称为永久代，JDK 8 后废除永久代的概念，把方法区改为和 JRocket、J9 一样的元空间（MetaSpace），并调整了方法区的内部结构，如将字符串常量由永久代转移到堆中

• 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

　　字符串常量由永久代转移到堆中，是由于字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。

　　类的静态变量(class statics)转移到了堆。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。

设置方法区/元空间的内存大小

JDK 8 之后，元空间可以使用

• -XX:MetaspaceSize：设置初始空间大小，到达该值就会触发垃圾收集，同时 GC 会对该值进行调整，windows 下，该值初始默认为 21M，无上限

• -XX:MetaspaceSize：用于设置最大空间，无限制

• -XX:MinMetaspaceFreeRatio：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：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