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Java 8的元空间 概述

时间:2015-04-25 22:54来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

本文我们将会介绍JVM的一个更新,这就是持久代的移除。我们会介绍为什么需要移除持久代,以及它的替代者,元空间(metaspace)。这是上一篇文章内存管理之垃圾回收的续集。

Java 6中的堆结构是这样的:

持久代

持久代中包含了虚拟机中所有可通过反射获取到的数据,比如Class和Method对象。不同的Java虚拟机之间可能会进行类共享,因此持久代又分为只读区和读写区。

JVM用于描述应用程序中用到的类和方法的元数据也存储在持久代中。JVM运行时会用到多少持久代的空间取决于应用程序用到了多少类。除此之外,Java SE库中的类和方法也都存储在这里。

如果JVM发现有的类已经不再需要了,它会去回收(卸载)这些类,将它们的空间释放出来给其它类使用。Full GC会进行持久代的回收。

  • JVM中类的元数据在Java堆中的存储区域。
  • Java类对应的HotSpot虚拟机中的内部表示也存储在这里。
  • 类的层级信息,字段,名字。
  • 方法的编译信息及字节码。
  • 变量
  • 常量池和符号解析

持久代的大小

  • 它的上限是MaxPermSize,默认是64M
  • Java堆中的连续区域 : 如果存储在非连续的堆空间中的话,要定位出持久代到新对象的引用非常复杂并且耗时。卡表(card table),是一种记忆集(Remembered Set),它用来记录某个内存代中普通对象指针(oops)的修改。
  • 持久代用完后,会抛出OutOfMemoryError "PermGen space"异常。解决方案:应用程序清理引用来触发类卸载;增加MaxPermSize的大小。
  • 需要多大的持久代空间取决于类的数量,方法的大小,以及常量池的大小。

为什么移除持久代

  • 它的大小是在启动时固定好的——很难进行调优。-XX:MaxPermSize,设置成多少好呢?
  • HotSpot的内部类型也是Java对象:它可能会在Full GC中被移动,同时它对应用不透明,且是非强类型的,难以跟踪调试,还需要存储元数据的元数据信息(meta-metadata)。
  • 简化Full GC:每一个回收器有专门的元数据迭代器。
  • 可以在GC不进行暂停的情况下并发地释放类数据。
  • 使得原来受限于持久代的一些改进未来有可能实现

那么JVM的元数据都去哪儿了?

元空间(metaspace)

持久代的空间被彻底地删除了,它被一个叫元空间的区域所替代了。持久代删除了之后,很明显,JVM会忽略PermSize和MaxPermSize这两个参数,还有就是你再也看不到java.lang.OutOfMemoryError: PermGen error的异常了。

JDK 8的HotSpot JVM现在使用的是本地内存来表示类的元数据,这个区域就叫做元空间。

元空间的特点:

  • 充分利用了Java语言规范中的好处:类及相关的元数据的生命周期与类加载器的一致。
  • 每个加载器有专门的存储空间
  • 只进行线性分配
  • 不会单独回收某个类
  • 省掉了GC扫描及压缩的时间
  • 元空间里的对象的位置是固定的
  • 如果GC发现某个类加载器不再存活了,会把相关的空间整个回收掉

元空间的内存分配模型

  • 绝大多数的类元数据的空间都从本地内存中分配
  • 用来描述类元数据的类也被删除了
  • 分元数据分配了多个虚拟内存空间
  • 给每个类加载器分配一个内存块的列表。块的大小取决于类加载器的类型; sun/反射/代理对应的类加载器的块会小一些
  • 归还内存块,释放内存块列表
  • 一旦元空间的数据被清空了,虚拟内存的空间会被回收掉
  • 减少碎片的策略

我们来看下JVM是如何给元数据分配虚拟内存的空间的

你可以看到虚拟内存空间是如何分配的(vs1,vs2,vs3) ,以及类加载器的内存块是如何分配的。CL是Class Loader的缩写。

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