方法區(qū)

棧、堆捞魁、方法區(qū)的交互關(guān)系

方法區(qū)在哪里佃延？

《Java虛擬機規(guī)范》中明確說明:“盡管所有的方法區(qū)在邏輯上是屬于堆的一- 部分，但.一些簡單的實現(xiàn)可能不會選擇去進(jìn)行垃圾收集或者進(jìn)行壓縮脸甘。”但對 于Hotspot JVM而言偏灿，方法區(qū)還有一個別名叫做Non-Heap (非堆)丹诀，目的就是要和堆分開。
所以翁垂，方法區(qū)看作是一塊獨立于Java堆的內(nèi)存空間铆遭。

方法區(qū)的基本理解

●?方法區(qū)(Method Area) 與Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域沿猜。
●?方法區(qū)在JVM啟動的時候被創(chuàng)建枚荣，并且它的實際的物理內(nèi)存空間中和Java堆區(qū)一樣都可以是不連續(xù)的。
●?方法區(qū)的大小啼肩，跟堆空間一樣橄妆，可以選擇固定大小或者可擴展衙伶。
●?方法區(qū)的大小決定了系統(tǒng)可以保存多少個類，如果系統(tǒng)定義了太多的類呼畸，導(dǎo)致方法區(qū)溢出痕支，虛擬機同樣會拋出內(nèi)存溢出錯誤: java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space 或者j ava.lang .OutOfMemoryError: Metaspace
●?關(guān)閉JVM就會釋放這個區(qū)域的內(nèi)存。

Hostpot中方法區(qū)的演進(jìn)

●?在jdk7及以前蛮原，習(xí)慣上把方法區(qū)卧须，稱為永久代。jdk8開始儒陨，使用元空間取代了永久代花嘶。

方法區(qū)概述

設(shè)置方法區(qū)內(nèi)存的大小

●?方法區(qū)的大小不必是固定的纸淮，jvm可以根據(jù)應(yīng)用的需要動態(tài)調(diào)整平斩。
●?jdk7及以前：
???通過-XX:PermSize來設(shè)置永久代初始分配空間亚享。默認(rèn)值是20.75M
???-XX:MaxPermSize來設(shè)定永久代最大可分配空間。32位機器默認(rèn)是64M绘面，64位機器模式是
82M
???當(dāng)JVM加載的類信息容量超過了這個值欺税，會報異常OutOfMemoryError : PermGen space侈沪。

如何解決這些OOM

1鼻百、要解決OOM異常或heap space的異常摆尝， 一般的手段是首先通過內(nèi)存映像分析工具(如Eclipse Memory Analyzer)對dump出來的堆轉(zhuǎn)儲快照進(jìn)行分析温艇，重點是確認(rèn)內(nèi)存中的對象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出現(xiàn)了內(nèi)存泄漏(MemoryLeak)還是內(nèi)存溢出(Memory Overflow)堕汞。

2勺爱、如果是內(nèi)存泄漏，可進(jìn)一步通過工具查看泄漏對象到GC Roots 的引用鏈讯检。于是就能找到泄漏對象是通過怎樣的路徑與GCRoots相關(guān)聯(lián)并導(dǎo)致垃圾收集器無法自動回收它們的琐鲁。掌握了泄漏對象的類型信息卫旱，以及GC Roots引用鏈的信息，就可以比較準(zhǔn)確地定位出泄漏代碼的位置围段。

3顾翼、如果不存在內(nèi)存泄漏，換句話說就是內(nèi)存中的對象確實都還必須存活著奈泪，那就應(yīng)當(dāng)檢查虛擬機的堆參數(shù)(-Xmx與-Xms) 适贸，與機器物理內(nèi)存對比看是否還可以調(diào)大，從代碼上檢查是否存在某些對象生命周期過長涝桅、持有狀態(tài)時間過長的情況取逾，嘗試減少程序運行期的內(nèi)存消耗。

方法區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

方法區(qū)（Method Area）存儲什么苹支？

《深入理解Java虛擬機》書中對方法區(qū)(Method Area)存儲內(nèi)容描述如下：
它用于存儲已被虛擬機加載的類型信息砾隅、常量、靜態(tài)變量债蜜、即時編譯器編譯后的代碼緩存等晴埂。

類型信息

對每個加載的類型(類class、接口interface寻定、枚舉enun儒洛、 注解annlotation) ，JVM必須在方法區(qū)中存儲以下類型信息:
①?這個類型的完整有效名稱(全名=包名.類名)
②?這個類型直接父類的完整有效名(對于interface或是java . lang. objlct, 都沒有父類)
③?這個類型的修飾符(public, abstract, final的某個子集)
④?這個類型直接接口的一個有序列表

域（Field）信息

●?JVM必須在方法區(qū)中保存類型的所有域的相關(guān)信息以及域的聲明順序狼速。
●?域的相關(guān)信息包括: 域名稱琅锻、域類型、域修飾符(public, private, protected, static, final, volatile, transient的某個子集)

方法（Method）信息

JVM必須保存所有方法的以下信息向胡，同域信息一樣包括聲明順序:
●?方法名稱
●?方法的返回類型(或void)
●?方法參數(shù)的數(shù)量和類型(按順序)
●?方法的修飾符(public, private, protected, static, final, synchronized, native, abstract的一個子集)
●?方法的字節(jié)碼(bytecodes)恼蓬、操作數(shù)棧、局部變量表及大小(abstract和native方法除外)
●?異常表( abstract和native方法除外)
???每個異常處理的開始位置僵芹、結(jié)束位置处硬、代碼處理在程序計數(shù)器中的偏移地址、被捕獲的異常類的常量池索引

non-final的類變量

●?靜態(tài)變量和類關(guān)聯(lián)在一起拇派，隨著類的加載而加載,它們成為類數(shù)據(jù)在邏輯上的一部分荷辕。
●?類變量被類的所有實例共享，即使沒有類實例時你也可以訪問它件豌。

全局常量：static final

被聲明為final的類變量的處理方式則不同疮方，每個全局常量在編譯的時候就會被分配了

運行時常量池VS常量池

●?方法區(qū)，內(nèi)部包含了運行時常量池茧彤。
●?字節(jié)碼文件骡显，內(nèi)部包含了常量池。
●?要弄清楚方法區(qū)，需要理解清楚ClassFile蟆盐，因為加載類的信息都在方法區(qū)。
●?要弄清楚方法區(qū) 的運行時常量池遭殉，需要理解清楚ClassFile中的常量池石挂。
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html

為什么需要常量池？

雖然只有194字節(jié)醉旦，但是里面卻使用了String、System桨啃、PrintStream及object等結(jié)構(gòu)车胡。這里代碼量其實已經(jīng)很小了。如果代碼多照瘾，引用到的結(jié)構(gòu)會更多吨拍！這里就需要常量池了！

常量池中有什么网杆？

小結(jié)：

常量池羹饰，可以看做是一張表，虛擬機指令根據(jù)這張常量表找到要執(zhí)行的類名碳却，方法名队秩，參數(shù)類型，字面量等類型

運行時常量池

●?運行時常量池( Runtime Constant Pool) 是方法區(qū)的一部分昼浦。
●?常量池表(Constant Pool Table) 是Class文件的一部分馍资，用于存放編譯期生成的各種字面量與符號引用，這部分內(nèi)容將在類加載后存放到方法區(qū)的運行時常量池中关噪。
●?運行時常量池鸟蟹，在加載類和接口到虛擬機后乌妙，就會創(chuàng)建對應(yīng)的運行時常量池。
●?JVM為每個己加載的類型(類或接口)都維護(hù)一個常量池建钥。池中的數(shù)據(jù)項像數(shù)組項一樣藤韵，是通過索引訪問的。
●?運行時常量池中包含多種不同的常量熊经，包括編譯期就已經(jīng)明確的數(shù)值字面量泽艘，也包括到運行期解析后才能夠獲得的方法或者字段引用。此時不再是常量池中的符號地址了镐依，這里換為真實地址匹涮。
???運行時常量池，相對于Class文件常量池的另--重要特征是：具備動態(tài)性槐壳。
●?運行時常量池類似于傳統(tǒng)編程語言中的符號表(symboltable)然低，但是它所包含的數(shù)
據(jù)卻比符號表要更加豐富一些。
●?當(dāng)創(chuàng)建類或接口的運行時常量池時务唐，如果構(gòu)造運行時常量池所需的內(nèi)存空間超過了方法
區(qū)所能提供的最大值脚翘，則JVM會 拋OutOfMemoryError異常。

方法區(qū)的演進(jìn)細(xì)節(jié)

1.首先明確:只有HotSpot才有永久代绍哎。BEA JRockit来农、 IBM J9等來說，是不存在永久代的概念的崇堰。原則上如何實現(xiàn)方法區(qū)屬于虛擬機實現(xiàn)細(xì)節(jié)沃于，不受《Java虛擬機規(guī)范》管束，并不要求統(tǒng)一 海诲。

2. Hotspot中方法區(qū)的變化:

永久代為什么要被元空間替換繁莹？

●?隨著Java8的到來，HotSpot VM中再也見不到永久代了特幔。但是這并不意味著類的元數(shù)據(jù)信息也消失了咨演。這些數(shù)據(jù)被移到了一個與堆不相連的本地內(nèi)存區(qū)域，這個區(qū)域叫做元空間( Metaspace )
●?由于類的元數(shù)據(jù)分配在本地內(nèi)存中蚯斯，元空間的最大可分配空間就是系統(tǒng)可用內(nèi)存空間薄风。
●?這項改動是很有必要的，原因有: .
???為永久代設(shè)置空間大小是很難確定的拍嵌。
在某些場景下遭赂，如果動態(tài)加載類過多，容易產(chǎn)生Perm區(qū)的00M横辆。比如某個實際web工程中撇他，因為功能點比較多，在運行過程中，要不斷動態(tài)加載很多類困肩，經(jīng)常出現(xiàn)致命錯誤划纽。

StringTable為什么要調(diào)整筋蓖？

jdk7中將StringTable放到了堆空間中卸耘。因為永久代的回收效率很低，在full gc的時候才會觸發(fā)粘咖。而full gc是老年代的空間不足蚣抗、永久代不足時才會觸發(fā)。這就導(dǎo)致StringTable回收效率不高瓮下。而我們開發(fā)中會有大量的字符串被創(chuàng)建翰铡，回收效率低，導(dǎo)致永久代內(nèi)存不足讽坏。放到堆里锭魔，能及時回收內(nèi)存。

方法區(qū)的垃圾收集

有些人認(rèn)為方法區(qū)(如HotSpot虛擬機中的元空間或者永久代)是沒有垃圾收集行為的路呜，其實不然迷捧。《Java虛擬機規(guī)范》 對方法區(qū)的約束是非常寬松的胀葱，提到過可以不要求虛擬機在方法區(qū)中實現(xiàn)垃圾收集漠秋。事實上也確實有未實現(xiàn)或未能完整實現(xiàn)方法區(qū)類型卸載的收集器存在(如JDK11時期的ZGc收集器就不支持類卸載)。

一般來說這個區(qū)域的回收效果比較難令人滿意抵屿，尤其是類型的卸載庆锦，條件相當(dāng)苛刻。但是這部分區(qū)域的回收有時又確實是必要的轧葛。以前Sun公司的Bug列表中搂抒，曾出現(xiàn)過的若干個嚴(yán)重的Bug就是由于低版本的HotSpot虛擬機對此區(qū)域未完全回收而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

方法區(qū)的垃圾收集主要回收兩部分內(nèi)容：常量池中廢棄的常量和不再使用的類型尿扯。

●?先來說說方法區(qū)內(nèi)常量池之中主要存放的兩大類常量:字面量和符號引用燕耿。字面量比較接近Java語言層次的常量概念，如文本字符串姜胖、被聲明為final的常量值等誉帅。而符號引用則屬于編譯原理方面的概念，包括下面三類常量:
???1、類和接口的全限定名
???2蚜锨、字段的名稱和描述符
???3档插、方法的名稱和描述符
●?HotSpot虛擬機對常量池的回收策略是很明確的，只要常量池中的常量沒有被任何地方引用亚再，就可以被回收郭膛。
●?回收廢棄常量與回收J(rèn)ava堆中的對象非常類似。

●?判定一個常量是否“廢棄”還是相對簡單氛悬，而要判定一個類型是否屬于“不再被使用的類”的條件就比較苛刻了则剃。需要同時滿足下面三個條件:
???該類所有的實例都已經(jīng)被回收，也就是Java堆中不存在該類及其任何派生子類的實例如捅。
???加載該類的類加載器已經(jīng)被回收棍现，這個條件除非是經(jīng)過精心設(shè)計的可替換類加載器的場景，如OSGi镜遣、JSP的重加載等己肮，否則通常是很難達(dá)成的。
???該類對應(yīng)的java. lang. Class對象沒有在任何地方被引用悲关，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法谎僻。
●?Java虛擬機被允許對滿足上述三個條件的無用類進(jìn)行回收，這里說的僅僅是“被允許”寓辱，而并不是和對象一樣艘绍，沒有引用了就必然會回收。關(guān)于是否要對類型進(jìn)行回收秫筏，HotSpot虛擬機提供了-Xnoclassgc參數(shù)進(jìn)行控制鞍盗，還可以使用-verbose:class以及-XX: +TraceClass-Loading、-XX:+TraceClassUnLoading 查看類加載和卸載信息
●?在大量使用反射跳昼、動態(tài)代理般甲、CGLib等字節(jié)碼框架，動態(tài)生成JSP以及oSGi這類頻繁自定義類加載器的場景中鹅颊，通常都需要Java虛擬機具備類型卸載的能力敷存，以保證不會對方法區(qū)造成過大的內(nèi)存壓力。

運行時數(shù)據(jù)區(qū)總結(jié)

常見面試題

百度
三面:說一下JVM內(nèi)存模型吧堪伍，有哪些區(qū)?分別干什么的?
螞蟻金服：
Java8的內(nèi)存分代改進(jìn)锚烦，
JVM內(nèi)存分哪幾個區(qū)，每個區(qū)的作用是什么?
一面：JVM內(nèi)存 分布/內(nèi)存結(jié)構(gòu)?棧和堆的區(qū)別?堆的結(jié)構(gòu)?為什么兩個survivor區(qū)?
二面：Eden和Survior的比例分配
小米：
jvm內(nèi)存分區(qū)帝雇，為什么要有新生代和老年代
字節(jié)跳動：
二面：Java的內(nèi)存分區(qū)
二面：講講jvm運行時數(shù)據(jù)庫區(qū)
什么時候?qū)ο髸M(jìn)入老年代?
京東：
JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)涮俄，Eden和Survivor比例 。
JVM內(nèi)存為什么要分成新生代尸闸，老年代彻亲，持久代孕锄。新生代中為什么要分為Eden和Survivor。
天貓：
一面：Jvm內(nèi)存模型以及分區(qū)苞尝，需要詳細(xì)到每個區(qū)放什么畸肆。
一面：JVM的內(nèi)存模型，Java8做了什么修改
拼多多：
JVM內(nèi)存分哪幾個區(qū)宙址，每個區(qū)的作用是什么?
美團(tuán)：
java內(nèi)存分配
jvm的永久代中會發(fā)生垃圾回收嗎?
一面：jvm內(nèi)存分區(qū)轴脐，為什么要有新生代和老年代?