JVM之永久代与元空间

在介绍永久代之前我们要先来回顾一下我们的JVM内存模型

在JVM中场被提到的有栈，堆，方法区。除了这些其中还包括有我们不常提到的本地方法栈，以及程序计数器。

程序计数器

这是一块较小的内存空间，可看作当前线程正在执行的字节码的行号指示器。如果当前线程正在执行的是：
Java方法
计数器记录的就是当前线程正在执行的字节码指令的地址
本地方法
那么程序计数器值为undefined

Java虚拟机栈(JVM Stack)

相对于基于寄存器的运行环境，JVM是基于栈结构的运行环境。栈结构移植性更好，可控性更强。

JVM中的虚拟机栈是描述Java方法执行的内存区域，属【线程私有】。

栈中的元素用于支持虚拟机进行方法调用，每个方法从开始调用到执行完成的过程，就是栈帧从入栈到出栈的过程。

本地方法栈(Native Method Stack)

本地方法栈和Java虚拟机栈实现的功能与抛出异常几乎相同。只不过

虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务
本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务
如String中的intern()方法。

Java堆(Java Heap)

JVM启动时创建，存放所有的类实例及数组对象。
除实例数据，还保存对象的其他信息，如Mark Word（存储对象哈希码，GC标志，GC年龄，同步锁等信息)

方法区

方法区和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。

Java虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑区划部分，具体实现根据不同虚拟机来实现。
HotSpot在：
JDK7时，方法区放在永久代
JDK8时，方法区放在元数据空间，通过GC对该区域进行管理

永久代与元空间

回顾了JVM的基础模型后我们来了解今天的重点！！！

永久代与元空间

什么是永久代和元空间？？

方法区是一种规范，不同的虚拟机厂商可以基于规范做出不同的实现，永久代和元空间就是出于不同jdk版本的实现。

说白了，方法区就像是一个接口，永久代与元空间分别是两个不同的实现类而已。只不过永久代是这个接口最初的实现类，后来这个接口一直进行变更，直到最后彻底废弃这个实现类，由新实现类——元空间进行替代。

从上图中可以看到，永久代与堆中的老年代是连续的，这里的连续指的是物理地址连续，永久代本身并不在堆中。因此，老年代与永久代其中一个满了，都会触发Full GC。

由于方法区主要存储类的相关信息，所以对于动态生成类的情况比较容易出现永久代的内存溢出。最典型的场景就是，在 jsp 页面比较多的情况，容易出现永久代内存溢出，会报出"java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space "异常。

在JDK1.8之后我们的永久代就变成了元空间

元空间(Metaspace)，不再与堆连续，而是直接存在于本地内存中，也就是机器的内存。理论上机器内存有多大，元空间的野心就有多大。

综上所述，表面上是为了避免OOM异常，因为通常使用PermSize和MaxPermSize设置了永久代的大小上限，但是不是总能设置到刚刚合适的大小，而使用默认值是很容易遇到OOM错误。当使用元空间时，可以加载多少类的元数据就不再由MaxPermSize控制，而是由系统的实际可用空间来控制。

Java8中，使用元空间替换永久代的原因
在之前的版本中，字符串常量池存在于永久代中，在大量使用字符串的情况下，非常容易出现OOM的异常。此外，JVM加载的class的总数，方法的大小等都很难确定，因此对永久代大小的指定难以确定。太小的永久代容易导致永久代内存溢出，太大的永久代则容易导致虚拟机内存紧张。