【JVM面试】从JDK7 到 JDK8, JVM为啥用元空间替换永久代?

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【JVM系列】第一章 运行时数据区
【面试】第二章 从JDK7 到 JDK8, JVM为啥用元空间替换永久代?



  大家好,我是青花。拥有多项发明专利(都是关于商品、广告等推荐产品)。对广告、Web全栈以及Java生态微服务拥有自己独到的见解。曾经辅导过若干个计算机专业的学生进入到软件开发行业就业。希望和大家一起成长进步。
  今天给大家带来的文章:从JDK7 到 JDK8, JVM为啥用元空间替换永久代?希望对同学们有所帮助。

文章目录

  • 系列文章目录
  • 一、JVM 的内存模型组成部分
    • 1.1、方法区
    • 1.2、JDK不同版本的内存模型以及永久代
      • 1.2.1、JDK1.6
      • 1.2.2、JDK1.7
      • 1.2.3、JDK1.8
  • 二、从永久代、元空间内存分配对比
  • 三、Oracle 关于Java虚拟机的规划
  • 四、归纳汇总
    • 4.1、内存控制问题
    • 4.2、gc问题
    • 4.3、Oracle的规划
  • 总结


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Java 面试专栏
JVM区域

从JDK7 到 JDK8, JVM为啥用元空间替换永久代?

从永久代、元空间内存分配对比
从gc方面对比
Oracle的虚拟机改造

一、JVM 的内存模型组成部分

JVM 的内存模型主要包括程序计数器(Program Counter Register)、虚拟机栈(VM Stack)、本地方法栈(Native Method Stack)、堆(Heap)和方法区(Method Area)。

1.1、方法区

    方法区(Method Area)是所有线程共享的内存区域,用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
    方法区只是 JVM 规范中定义的一个概念,针对 Hotspot 虚拟机,Java8 之前使用永久代(Permanent Generation,简称 PermGen)实现,而 Java8 之后使用元空间(Metaspace)实现。

类的元数据信息
包括类的名称、访问标志、父类、接口、字段、方法等信息。
运行时常量池
在Java代码中,常量可以被直接定义在类或接口中,这些常量在编译后被存储在Class文件的常量池中,而运行时常量池则是从Class文件中加载的。
静态变量和常量
类的静态变量和常量都存储在方法区中,它们在类加载的时候被初始化并分配内存空间。
方法字节码
在Java中,方法的字节码被编译成Class文件并存储在方法区中。
即时编译器
为了提高程序的执行效率,JIT会将热点代码编译成本地机器码并存储在方法区中。

1.2、JDK不同版本的内存模型以及永久代

1.2.1、JDK1.6

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1.2.2、JDK1.7

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1.2.3、JDK1.8

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二、从永久代、元空间内存分配对比

    在JDK6/7 Hotspot虚拟机中,方法区的实现是在永久代里面,它里面主要存储运行时常量池、class类元信息等。
    永久代属于JVM运行时内存中的一块存储空间,我们可以用过 -XX:PermSize来设置永久代的大小。
    当内存不够的时候,会触发垃圾回收。

    在JDK8 Hotspot虚拟机中,取消了永久代,由元空间来实现方法区的数据存储。元空间不属于JVM内存,而是直接使用本地内存,因此不需要考虑GC问题。
     默认情况下元空间是可以无限制的使用本地内存的,但是我们也可以使用JVM参数来限制内存使用大小。

三、Oracle 关于Java虚拟机的规划

    在Java 8之后,Oracle决定将HotSpot和JRockit两个虚拟机(JVM)合并。HotSpot是Oracle的默认JVM,也是Java社区中最常用的,而JRockit是一个由瑞典公司做的高性能JVM,特别适合于对性能要求较高的环境。

    合并这两个虚拟机是为了集中两者的优势,并为Java用户提供一个更强大、更统一的平台。在JDK 9及以后的版本中,JRockit的一些特性,如垃圾收集和内存管理,已经被引入到HotSpot中。

    至于“永久代(PermGen)”,这是Java 7及以前版本中的一种内存区域,用于存储类的元数据。在Java 8及以后的版本中,永久代已经被移除,取而代之的是元空间(Metaspace),这是一个不受内存限制的区域。所以,如果你正在使用的是Java 8或更高版本,你不会再看到“永久代”这个概念。


四、归纳汇总

4.1、内存控制问题

    在JDK1.7版本里面,永久代内存是有上限的,虽然我们可以通过参数来设置,但是JVM加载的class总数、大小是很难确定的,综上所述,会很容易出现OOM问题。

4.2、gc问题

永久代的对象是通过FullGC进行垃圾收集,也就是和老年代同时实现垃圾收集。替换成元空间以后,简化了Full GC,可以在不进行暂停的情况下并发地释放类数据,同时也提升了GC的性能。

4.3、Oracle的规划

Oracle将HotSpot和JRockit两个虚拟机(JVM)合并,而JRockit没有永久代。


总结

本文章从内存控制、gc以及Oracle对于JVM的规划三方面入手,阐述了为何在JDK8, JVM为啥用元空间替换永久代。通过本文的分析,我们也可以看到,JVM的不断升级,给开发者带来了很多便利,也使得Java应用的性能越来越稳定,不管是内存控制,还是gc性能,都比以前得到了很大的提升。

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