JDK8-廢棄永久代（PermGen）迎來元空間（Metaspace）

標籤：移除   運行   jvm   trace   講解   lang   []   lips   方法區   

目錄

1.背景

2.為什麼廢棄永久代（PermGen）

3.深入理解元空間（Metaspace）

4.總結

========本文分割線=====

一、背景1.1 永久代（PermGen）在哪裡？

根據，hotspot jvm結構如下(虛擬機器棧和本地方法棧合一起了)：

引自網路，但有個問題：方法區和heap堆都是線程共用的記憶體地區。

關於方法區和永久代：

在HotSpot JVM中，這次討論的永久代，就是的方法區（JVM規範中稱為方法區）。《Java虛擬機器規範》只是規定了有方法區這麼個概念和它的作用，並沒有規定如何去實現它。在其他JVM上不存在永久代。

1.2 JDK8永久代的廢棄

JDK8 永久代變化如：

1.新生代：Eden+From Survivor+To Survivor

2.老年代：OldGen

3.永久代（方法區的實現） : PermGen----->替換為Metaspace(本地記憶體中)

 

 二、為什麼廢棄永久代（PermGen） 2.1 官方說明

參照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：移除永久代是為融合HotSpot JVM與 JRockit VM而做出的努力，因為JRockit沒有永久代，不需要配置永久代。

 2.2 現實使用中易出問題

由於永久代記憶體經常不夠用或發生記憶體泄露，爆出異常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen

三、深入理解元空間（Metaspace）3.1元空間的記憶體大小

元空間是方法區的在HotSpot jvm 中的實現，方法區主要用於儲存類的資訊、常量池、方法資料、方法代碼等。方法區邏輯上屬於堆的一部分，但是為了與堆進行區分，通常又叫“非堆”。

元空間的本質和永久代類似，都是對JVM規範中方法區的實現。不過元空間與永久代之間最大的區別在於：元空間並不在虛擬機器中，而是使用本地記憶體。，理論上取決於32位/64位系統可虛擬記憶體大小。可見也不是無限制的，需要配置參數。

3.2常用配置參數

1.MetaspaceSize

初始化的Metaspace大小，控制元空間發生GC的閾值。GC後，動態增加或降低MetaspaceSize。在預設情況下，這個值大小根據不同的平台在12M到20M浮動。使用Java -XX:+PrintFlagsInitial命令查看原生初始化參數

2.MaxMetaspaceSize

限制Metaspace增長的上限，防止因為某些情況導致Metaspace無限的使用本地記憶體，影響到其他程式。在本機上該參數的預設值為4294967295B（大約4096MB）。

3.MinMetaspaceFreeRatio

當進行過Metaspace GC之後，會計算當前Metaspace的空閑空間比，如果空閑比小於這個參數（即實際非空閑佔比過大，記憶體不夠用），那麼虛擬機器將增長Metaspace的大小。預設值為40，也就是40%。設定該參數可以控制Metaspace的增長的速度，太小的值會導致Metaspace增長的緩慢，Metaspace的使用逐漸趨於飽和，可能會影響之後類的載入。而太大的值會導致Metaspace增長的過快，浪費記憶體。

4.MaxMetasaceFreeRatio

當進行過Metaspace GC之後， 會計算當前Metaspace的空閑空間比，如果空閑比大於這個參數，那麼虛擬機器會釋放Metaspace的部分空間。預設值為70，也就是70%。

5.MaxMetaspaceExpansion

Metaspace增長時的最大幅度。在本機上該參數的預設值為5452592B（大約為5MB）。

6.MinMetaspaceExpansion

Metaspace增長時的最小幅度。在本機上該參數的預設值為340784B（大約330KB為）。

3.3測試並追蹤元空間大小 3.3.1.測試字串常量

 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中選中類--》run configuration-->java application--》new 參數如下：

 由於設定了最大記憶體20M，很快就溢出，如：

 可見在jdk8中：

1.字串常量由永久代轉移到堆中。

2.持久代已不存在，PermSize MaxPermSize參數已移除。（看圖中最後兩行）

3.3.2.測試元空間溢出

根據定義，我們以載入類來測試元空間溢出，代碼如下：

 

 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:OOMTest14  * @Description:類比類載入溢出（元空間oom）15  * @author diandian.zhang16  * @date 2017年4月27日上午9:45:4017  */18 public class OOMTest {  19     public static void main(String[] args) {  20         try {  21             //準備url  22             URL url = new File("D:/58workplace/11study/src/main/java/jdk8").toURI().toURL();  23             URL[] urls = {url};  24             //擷取有關類型載入的JMX介面  25             ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();  26             //用於緩衝類載入器  27             List<ClassLoader> classLoaders = new ArrayList<ClassLoader>();  28             while (true) {  29                 //載入類型並緩衝類載入器執行個體  30                 ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);  31                 classLoaders.add(classLoader);  32                 classLoader.loadClass("ClassA");  33                 //顯示數量資訊（共載入過的類型數目，當前還有效類型數目，已經被卸載的類型數目）  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 }  

 

為了快速溢出，設定參數：-XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=80m，運行結果如下：

 

 證實了，我們的JDK8中類載入（方法區的功能）已經不在永久代PerGem中了，而是Metaspace中。可以配合JVisualVM來看，更直觀一些。

 四、總結

本文講解了元空間（Metaspace）的由來和本質，常用配置，以及監控測試。元空間的大小是動態變更的，但不是無限大的，最好也時常關注一下大小，以免影響伺服器記憶體。

 

==================

參考：

深入探究JVM（2） - 探秘Metaspace

【理解JVM】JVM記憶體模型

JDK8-廢棄永久代（PermGen）迎來元空間（Metaspace）