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JVM方法区

article 2025/2/1 17:00:03

一、栈、堆、方法区的交互关系

二、方法区的理解:

尽管所有的方法区在逻辑上属于堆的一部分，但是一些简单的实现可能不会去进行垃圾收集或者进行压缩，方法区可以看作是一块独立于Java堆的内存空间。

方法区(Method Area)与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。

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。

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。

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

关闭JVM就会释放这个区域的内存

二、设置方法区大小与OOM:

方法区的大小不必是古滚的，JVM可以根据应用需要动态调整

JDK7以及以前:

通过-XX:PermSize来设置永久代初始分配空间，默认值是20.75M;

-XX:MaxPerSize来设置永久代最大可分配空间，32位机器默认是64M，64位机器默认是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。对于一个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。

如何解决OOM:

要解决OOM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 Overflow)

如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GCRoots的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Roots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。

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。

三、方法区的内部结构:

方法区主要用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等；

1.类型信息:

对每个加载的类型(类class、接口interface、枚举enum、注解annotation)，JVM必须在方法区中存储以下类型信息:这个类型的完整有效名称(全名=包名.类名)、这个类型直接父类的完整有效名(对于interface或是java.lang.object，都没有父类)、这个类型的修饰符(public,abstract，final的某个子集)、这个类型直接接口的一个有序列表

2.域信息:

JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序，域的相关信息包括:域名称、域类型、域修饰符等

3.方法信息:

JVM必须保存所有方法的以下信息，同域信息一样包括声明顺序:

方法名称

方法的返回类型(或 void)

方法参数的数量和类型(按顺序)

方法的修饰符(public,private,protected,static,final,synchronized,native,abstract的一个子集)

方法的字节码(byte codes)、操作数栈、局部变量表及大小(abstract和native方法除外)

异常表(abstract和native方法除外):每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引

4.non-final的类变量:

静态变量和类关联在一起，随着类的加载而加载，它们成为类数据在逻辑上的一部分