内存与垃圾回收篇--09方法区--B站尚硅谷JVM课程学习

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栈、堆、方法区的交互关系

从线程是否共享角度
在这里插入图片描述
多个线程在并发场景下的安全性：ThreadLocal，使用场景数据库连接管理
图中元空间又称为方法区

栈里放变量，堆空间中放实体，指针指向方法区中类型数据

方法区的理解

线程共享
独立于Java堆外的内存空间
在JVM启动时被创建，物理内存可以不连续
可选择固定大小、可扩展
方法区大小决定系统可以保存多少个类
系统定义太多类会导致溢出
jdk7 OOM：PerGen space
jdk8 OOM：MetaSpace
（1）加载大量第三方的jar包
（2）Tomcat部署的工程过多（30-50）
（3）大量动态生成反射类

package chaptert09;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");

        try {
            Thread.sleep(3000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("end...");
    }
}

一个很简单的方法会加载很多类
在这里插入图片描述

关闭JVM就会释放方法区内存

HotSpot中方法区的演进：

jdk7以前，习惯把方法区称为永久代；jdk8开始，使用元空间取代永久代
jdk8 元空间使用的是本地内存
本质上，方法区和永久代不等价，只是在HotSpot中等价
jdk8元空间不在虚拟机设置的内存中，使用的是本地内存

设置方法区大小与OOM

jdk7及以前

-XX：PermSize 永久代初始化分配空间，默认20.75M
-XX：MaxPermSize 永久代最大分配空间，32位时64M，64位是82M
OOM：PermGen Space

jdk8及之后

-XX：MetaspaceSize= 默认21M
-XX：MaxMetaspaceSize= 默认-1，即没有限制。本地内存最大值
OOM：Metaspace
一旦超过初始值，会触发Full GC，写在没用的类。新的初始值会根据剩余的云空间重置

package chaptert09;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");

        try {
            Thread.sleep(3000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("end...");
    }
}

1.8环境下
在这里插入图片描述

1.7环境下，单位是Byte
在这里插入图片描述

OOM举例

package chaptert09;

import jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassWriter;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.Opcodes;

public class OOMTest extends ClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        int j = 0;
        try {
            OOMTest test = new OOMTest();
            for (int i = 0; i < 10000; i++){
//                生成类的二进制字节码
                ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
//               指明版本号，修饰符，类名，包名，父类，接口
                classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "class"+ i,null, "java/lang/Object", null );
                byte[] code = classWriter.toByteArray();
//                类的加载
                test.defineClass("class" + i, code, 0, code.length);
                j++;
            }
        }finally {
            System.out.println(j);
        }
    }
}

如何解决OOM？

首先通过内存映像分析工具（Eclipse Memory Analyzer）对dump出来的堆转储快照进行分析，重点确认内存中对象是否是必要的，就是先清楚是内存泄露（Memory Leak）还是内存溢出（memory Overflow）
如果内存泄露，进一步通过工具查（JvisualVM）看泄露对象到GC Roots的引用链
如果不是内存泄露，检查虚拟机堆参数（-Xms -Xmx）、机器物理内存看是否可以调大

方法区的内部结构

在这里插入图片描述
方法区中存储什么：

类型信息
常量
静态变量
即时编译器编译后的代码缓存

类型信息

类型的完整有效名称
直接父类的完整有效名称
类型的修饰符
实现接口的有序列表

域信息：域名称、域类型、域修饰符
在这里插入图片描述

方法信息：

名称
返回类型
参数数量和类型
修饰符
字节码
异常表

在这里插入图片描述
non-final类变量：
类变量被类的所有实例共享，即使没有类实例也可以访问

public class MethodAreaTest {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = null;
        order.hello();
        System.out.println(order.count);
    }
}

class Order{
    public static int count = 0;
    public static final int number = 2;
    public static void hello(){
        System.out.println("hello...");
    }
}

全局常量 static final：编译时就赋值

常量池表包含各种字面量和对类型、域和方法的符号引用
常量池，字节码文件中的一部分，可以看做是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名，方法名、参数变量、字面量等类型
运行时常量池：方法区的一部分，class文件经过ClassLoader加载到运行时数据区的方法区中，方法区中会有运行时常量池。

方法区使用举例

方法区的演进细节

只有HotSpot才有永久代
jdk1.6及之前有永久代，静态变量存放在永久代上
jdk1.7 有永久代，但逐步去永久代，字符串常量池、静态变量移除，保存在堆中
jdk1.8及以后无永久代，类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间中，但字符串常量池、静态变量在堆中
在这里插入图片描述

永久代为什么会被元空间替换？
JRockit 和Hotspot要结合

为永久代设置空间大小是很难确定的
对永久代调优是很困难的

StringTable（字符串常量池 / 字符串字面量）为什么要调整？
jdk1.7 StringTable放在堆空间中，永久代回收效率很低，full gc才会触发。导致StringTable回收效率很低，开发中大量创建字符串，回收效率低，导致永久代内存不足。放到堆里，能够及时回收内存。

静态引用对应的对象实体始终都存在堆空间中

private static byte[] arr =  new byte[1024*1024*100];

三个对象实体放在堆空间中
objectHolder为非静态成员变量放在堆空间中
localObj 为局部变量，放在栈帧的局部变量表中
staticObj 为静态变量，在jdk1.7及之后虚拟机把静态变量与类型在java语言一端的映射Class对象放在一起，都在堆空间中

public class StaticObjTet {
    static class Test{
        static ObjectHolder staticObj = new ObjectHolder();
        ObjectHolder objectHolder = new ObjectHolder();
        void foo(){
            ObjectHolder localObj = new ObjectHolder();
            System.out.println("done");
        }
    }

    private static class ObjectHolder{

    }
}