只会一点java

java持续学习者,每月一篇博客。罗列出技术栈,慢慢完善,持续学习,总有一天,你会追上甚至超越曾经的大神。
posts - 105, comments - 281, trackbacks - 0, articles - 0
  博客园  :: 首页  :: 联系 :: 订阅 订阅  :: 管理

JDK8-废弃永久代(PermGen)迎来元空间(Metaspace)

Posted on 2017-04-27 11:01  只会一点java  阅读(...)  评论(...编辑  收藏

一、背景

1.1 永久代(PermGen)在哪里?

根据,hotspot jvm结构如下(虚拟机栈和本地方法栈合一起了):

上图引自网络,但有个问题:方法区和heap堆都是线程共享的内存区域。

关于方法区和永久代:

在HotSpot JVM中,这次讨论的永久代,就是上图的方法区(JVM规范中称为方法区)。《Java虚拟机规范》只是规定了有方法区这么个概念和它的作用,并没有规定如何去实现它。在其他JVM上不存在永久代。

1.2 JDK8永久代的废弃

JDK8 永久代变化如下图:

1.新生代:Eden+From Survivor+To Survivor

2.老年代:OldGen

3.永久代(方法区的实现) : PermGen----->替换为Metaspace(本地内存中)

 

 二、为什么废弃永久代(PermGen)

 2.1 官方说明

参照JEP122:http://openjdk.java.net/jeps/122,原文截取:

Motivation

This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation.

 即:移除永久代是为融合HotSpot JVM与 JRockit VM而做出的努力,因为JRockit没有永久代,不需要配置永久代。

 2.2 现实使用中易出问题

由于永久代内存经常不够用或发生内存泄露,爆出异常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen

三、深入理解元空间(Metaspace)

3.1元空间的内存大小

元空间是方法区的在HotSpot jvm 中的实现,方法区主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分,但是为了与堆进行区分,通常又叫“非堆”。

元空间的本质和永久代类似,都是对JVM规范中方法区的实现不过元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。,理论上取决于32位/64位系统可虚拟的内存大小。可见也不是无限制的,需要配置参数。

3.2常用配置参数

1.MetaspaceSize

初始化的Metaspace大小,控制元空间发生GC的阈值。GC后,动态增加或降低MetaspaceSize。在默认情况下,这个值大小根据不同的平台在12M到20M浮动。使用Java -XX:+PrintFlagsInitial命令查看本机的初始化参数

2.MaxMetaspaceSize

限制Metaspace增长的上限,防止因为某些情况导致Metaspace无限的使用本地内存,影响到其他程序。在本机上该参数的默认值为4294967295B(大约4096MB)。

3.MinMetaspaceFreeRatio

当进行过Metaspace GC之后,会计算当前Metaspace的空闲空间比,如果空闲比小于这个参数(即实际非空闲占比过大,内存不够用),那么虚拟机将增长Metaspace的大小。默认值为40,也就是40%。设置该参数可以控制Metaspace的增长的速度,太小的值会导致Metaspace增长的缓慢,Metaspace的使用逐渐趋于饱和,可能会影响之后类的加载。而太大的值会导致Metaspace增长的过快,浪费内存。

4.MaxMetasaceFreeRatio

当进行过Metaspace GC之后, 会计算当前Metaspace的空闲空间比,如果空闲比大于这个参数,那么虚拟机会释放Metaspace的部分空间。默认值为70,也就是70%。

5.MaxMetaspaceExpansion

Metaspace增长时的最大幅度。在本机上该参数的默认值为5452592B(大约为5MB)。

6.MinMetaspaceExpansion

Metaspace增长时的最小幅度。在本机上该参数的默认值为340784B(大约330KB为)。

3.3测试并追踪元空间大小

 3.3.1.测试字符串常量

 1 public class StringOomMock {
 2     static String  base = "string";
 3     
 4     public static void main(String[] args) {
 5         List<String> list = new ArrayList<String>();
 6         for (int i=0;i< Integer.MAX_VALUE;i++){
 7             String str = base + base;
 8             base = str;
 9             list.add(str.intern());
10         }
11     }
12 }

在eclipse中选中类--》run configuration-->java application--》new 参数如下:

 由于设定了最大内存20M,很快就溢出,如下图:

 可见在jdk8中:

1.字符串常量由永久代转移到堆中。

2.持久代已不存在,PermSize MaxPermSize参数已移除。(看图中最后两行)

3.3.2.测试元空间溢出

根据定义,我们以加载类来测试元空间溢出,代码如下:

 

 1 package jdk8;
 2 
 3 import java.io.File;
 4 import java.lang.management.ClassLoadingMXBean;
 5 import java.lang.management.ManagementFactory;
 6 import java.net.URL;
 7 import java.net.URLClassLoader;
 8 import java.util.ArrayList;
 9 import java.util.List;
10 
11 /**
12  * 
13  * @ClassName:OOMTest
14  * @Description:模拟类加载溢出(元空间oom)
15  * @author diandian.zhang
16  * @date 2017年4月27日上午9:45:40
17  */
18 public class OOMTest {  
19     public static void main(String[] args) {  
20         try {  
21             //准备url  
22             URL url = new File("D:/58workplace/11study/src/main/java/jdk8").toURI().toURL();  
23             URL[] urls = {url};  
24             //获取有关类型加载的JMX接口  
25             ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();  
26             //用于缓存类加载器  
27             List<ClassLoader> classLoaders = new ArrayList<ClassLoader>();  
28             while (true) {  
29                 //加载类型并缓存类加载器实例  
30                 ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);  
31                 classLoaders.add(classLoader);  
32                 classLoader.loadClass("ClassA");  
33                 //显示数量信息(共加载过的类型数目,当前还有效的类型数目,已经被卸载的类型数目)  
34                 System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount());  
35                 System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount());  
36                 System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount());  
37             }  
38         } catch (Exception e) {  
39             e.printStackTrace();  
40         }  
41     }  
42 }  

 

为了快速溢出,设置参数:-XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=80m,运行结果如下:

 

 上图证实了,我们的JDK8中类加载(方法区的功能)已经不在永久代PerGem中了,而是Metaspace中。可以配合JVisualVM来看,更直观一些。

 四、总结

本文讲解了元空间(Metaspace)的由来和本质,常用配置,以及监控测试。元空间的大小是动态变更的,但不是无限大的,最好也时常关注一下大小,以免影响服务器内存。

 

==================

参考:

深入探究JVM(2) - 探秘Metaspace

【理解JVM】JVM内存模型