面试官:说下你对方法区演变过程和内部结构的理解
Python涨薪研究所
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2021-10-03 16:07
简介
永久代、元空间
方法区是 Java 虚拟机规范中的概念,而永久代和元空间是 HotSpot 虚拟机对方法区的一种实现。通俗点讲:如果把方法区比作接口的话,那永久代和元空间可以比作实现该接口的实现类。
直接内存
方法区的大小
jdk7 及以前
-XX:PermSize=N //方法区 (永久代) 初始分配空间,默认值为 20.75M
-XX:MaxPermSize=N //方法区 (永久代) 最大可分配空间。32位机器默认是64M,64位机器默认是82M
jdk8及以后
-XX:MetaspaceSize=N //方法区 (元空间) 初始分配空间,如果未指定此标志,则元空间将根据运行时的应用程序需求动态地重新调整大小。
-XX:MaxMetaspaceSize=N //方法区 (元空间) 最大可分配空间,默认值为 -1,即没有限制
永久代:OutOfMemoryError:PermGen space 元空间:OutOfMemoryError:Metaspace
jvisualvm
public class MethodAreaDemo1 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("start...");
try {
Thread.sleep(1000000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("end...");
}
}
高水位线
XX:MetaspaceSize=21
就是初始的高水位线,一旦触及这个水位线,Full GC 将会被触发并卸载没用的类(即这些类对应的类加载器不再存活),然后这个高水位线将会重置。如果释放的空间不足,那么在不超过 MaxMetaspaceSize 时,适当提高该值; 如果释放空间过多,则适当降低该值。
如果初始化的高水位线设置过低,高水位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到 Full GC 多次调用。为了避免频繁地GC,建议将 -XX :MetaspaceSize
设置为一个相对较高的值。
内部结构
类型信息
这个类型的完整有效名称(全名=包名.类名) 这个类型直接父类的完整有效名(对于 interface 或是 java. lang.Object ,都没有父类) 这个类型的修饰符( public , abstract, final 的某个子集) 这个类型直接接口的一个有序列表
域(Field)信息
JVM必须在方法区中保存类型的所有域(field,也称为属性)的相关信息以及域的声明顺序; 域的相关信息包括:域名称、 域类型、域修饰符(public, private,protected, static, final, volatile, transient 的某个子集)
方法(Method)信息
方法名称 方法的返回类型(或void) 方法参数的数量和类型(按顺序) 方法的修饰符(public, private, protected, static, final,synchronized, native , abstract 的一个子集) 方法的字节码(bytecodes)、操作数栈、局部变量表及大小( abstract 和 native 方法除外) 异常表( abstract 和 native 方法除外)每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引
non-final 的类变量
静态变量和类关联在一起,随着类的加载而加载,他们成为类数据在逻辑上的一部分 类变量被类的所有实例所共享,即使没有类实例你也可以访问它。
public class MethodAreaDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Order order = null;
order.hello();
System.out.println(order.count);
}
}
class Order {
public static int count = 1;
public static final int number = 2;
public static void hello() {
System.out.println("hello!");
}
}
hello!
1
javap -v -p MethodAreaDemo2.class
命令运行时常量池
常量池表
为什么字节码文件需要常量池?
运行时常量池
Runtime Constant Pool
)是方法区的一部分,类加载器加载字节码文件时,将常量池表加载进方法区的运行时常量池。运行时常量池中包含多种不同的常量,包括编译期就已经明确的数值字面量,也包括到运行期解析后才能够获得的方法或者字段引用。此时不再是常量池中的符号地址了,这里换为真实地址。运行时常量池,相对于 Class 文件常量池的另一重要特征是:具备动态性,比如 String.intern()
。
演进细节
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,但已经逐步“去永久代”,字符串常量池、静态变量移除,保存在堆中; jdk1.8及之后: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,但字符串常量池、静态变量仍在堆中;
演变示例图
为什么要将永久代替换为元空间呢?
永久代使用的是 JVM 的内存,受 JVM 设置的内存大小限制;元空间使用的是本地直接内存,它的最大可分配空间是系统可用内存的空间。因为元空间里存放的是类的元数据,所以随着内存空间的增大,能加载的类就更多了,相应的溢出的机率会大大减小。 在 JDK8,合并 HotSpot 和 JRockit 的代码时,JRockit 从来没有一个叫永久代的东西,合并之后就没有必要额外的设置这么一个永久代的地方了。 对永久代进行调优是很困难的。
StringTable 为什么要调整
StringTable
回收效率不高。而我们开发中会有大量的字符串被创建,回收效率低,导致永久代内存不足。放到堆里,能及时回收内存。垃圾回收
字面量比较接近 Java 语言层次的常量概念,如文本字符串、被声明为 final 的常量值等。 符号引用则属于编译原理方面的概念,包括类和接口的全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符。
类型判定
该类所有的实例都已经被回收,也就是 Java 堆中不存在该类及其任何派生子类的实例; 加载该类的类加载器已经被回收,这个条件除非是经过精心设计的可替换类加载器的场景,如OSGi、JSP的重加载等,否则通常是很难达成的; 该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用,无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
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