JVM之方法区

Java湖罗布
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JVM之方法区

Java虚拟机内存区域模型

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黄色区域： 所有线程共享的内存区域，会存在垃圾回收。

灰色区域： 线程私有不会产生垃圾回收。

方法区是运行时数据区中的一部分，那么方法区具体的用途是什么呢？方法区能存放什么信息呢？

方法区是什么

方法区和堆一样是被所有的线程所共享，有的地方将方法区称之为Non-Heap（非堆），其目的就是将方法区与堆内存区分开来，在JDK1.7中很多开发者将方法区称之为永久代，但本质上两者并不是等价的，仅仅是因为HotSpot虚拟机的设计团队将GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法区而已，这样HotSpot的垃圾收集器可以像管理堆内存一样管理永久代内存了，其余非HotSpot的虚拟机是没有永久代这个概念的。

HotSpot方法区演进

方法区在jdk7及以前，习惯将永久代称之为方法区，结构如下所示

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在jdk1.8中采用了Metaspace（元数据空间）替换了Perm（永久区），并且从堆空间分离出来，结构如下所示

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一定一定需要注意的是Metaspace（元数据空间）不再存储到堆中，也不使用JVM内存空间而是采用本机的内存，这样元数据只受本地内存大小限制，OOM的问题就不存在了。

为什么JDK1.8需要将方法区从JVM永久代（非直接内存）移到元空间（直接内存）呢？

  • JVM永久代存在容量限制，那么类信息存储的容量有限制容易触发OOM，而采用元空间存储，只受本地内存大小限制OOM的可能性小。
  • 因为是直接内存，JVM将会在IO操作上具有更高的性能，因为它直接作用于本地操作系统的IO操作，而堆内存做IO操作，先需要将数据复制到直接内存，再利用IO处理，而直接内存不需要这层转换。

堆栈和方法区的交互

如我们常常构建的业务对象，以Car对象为例

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当我们在代码中创建一个Car实例对象后，将会在堆、栈、方法区内存空间分别写入数据

  • Car：是对象模板，为Class对象，存放在方法区中。
  • car：属于引用数据，方法栈空间中。
  • new Car()：需要在堆中开辟一片空间，存放在堆中。

方法区存放什么数据

方法区存放的数据主要是被类加载器加载后的类信息，运行时常量池等等。

其中有两个点需要注意

  • 静态变量，在JDK1.8以前静态变量都是存在永久代内存中，JDK1.8后采用元空间替代永久代，就将静态变量从永久代转移到了堆空间。
  • 常量池，在JDK1.7之前运行时常量池逻辑包含了字符串常量池存放在永久代中，JDK1.7将字符串常量池转移到了堆内存中，注意这时并没有提到运行时常量池，也就是说运行时常量池还存在永久代中，JDK1.8将永久代移除用元空间代替，这时运行时常量池就存在元空间中了。

那么类信息又包括什么东西呢？

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  • 类信息

    • 类的完整名字
    • 类的直接父类完整名字
    • 类的直接实现接口有序列表
    • 类型标识（是类还是接口）
    • 类的访问修饰符（public、private等等）

  • 类型常量池

    • 存放该类型用到的常量有序集合，包括直接常量（字符串、浮点、整型），和对其它类型、字段、方法的符号引用。

  • 字段信息

    • 字段类型、名称、访问修饰符

  • 方法信息

    • 类的所有方法
    • 方法返回类型、方法访问修饰符、方法名称等等

  • 类变量

  • 指向类加载器的引用

  • 指向Class实例的引用

  • 方法表

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