JDK为什么废弃永久代，而引入元空间

今天我们来说说这个 JVM 的相关知识，因为面试简直是问到麻木的问题，那就是关于 JVM 的相关知识，今天了不起再次来和大家聊一下这个知识，我们从一些比较奇怪的问题说起，也不说那些经常会问到的内容了，比如 JVM 的垃圾回收机制什么的。

JDK 的元空间

我们都知道，在 JVM 中，，JVM 内存共分为虚拟机栈、堆、方法区、程序计数器、本地方法栈五个部分。

他们的作用，了不起给大家整了个图解。

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这就是 JVM 中不同模块对应的不同的作用。

那么什么是永久代，什么是元空间呢？

永久代：

在jdk7以及jdk7之前，方法区被称为永久代（PermGen）

此时永久代是 JAVA 堆（Java Heap）的一部分，用于存储类信息、方法信息、常量池信息等静态数据。

元空间(Metaspace)

元空间不再与堆连续，而是直接存在于本地内存中，也就是机器的内存。理论上机器内存有多大，元空间的野心就有多大。

而在JDK1.7之前，HotSpot 虚拟机把方法区当成永久代来进行垃圾回收。而从 JDK 1.8 开始，移除永久代，并把方法区移至元空间，它位于本地内存中，而不是虚拟机内存中。

在Java7时，仍然有永久代，永久代也与堆中的老年代连续，但永久代中存储的部分数据已经开始转移到Java Heap或Native Memory中了，比如：

• 符号引用(Symbols)转移到了Native Memory
• 字符串常量池(interned strings)转移到了Java Heap
• 类的静态变量(class statics)转移到了Java Heap

HotSpots取消了永久代，那么是不是也就没有方法区了呢？

当然不是，方法区是一个规范，规范没变，它就一直在，只不过取代永久代的是元空间（Metaspace）而已。

那么它和永久代有什么不同呢？这就是个问题了。

那么他们的不同点都有哪些呢？

元空间和永久代的不同点：

存储位置不同

为什么说存储位置不同呢？

永久代在物理上是堆的一部分，和新生代、老年代的地址是连续的，而元空间属于本地内存。

存储内容不同

在原来的永久代划分中，永久代用来存放类的元数据信息、静态变量以及常量池等。现在类的元信息存储在元空间中，静态变量和常量池等并入堆中，相当于原来的永久代中的数据，被元空间和堆内存给瓜分了。

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为什么要废弃永久代，而使用元空间来进行替换呢？

这时候我们就有了新的问题，为什么要废弃永久代，而使用元空间来进行替换呢？

首先我们得知道，在原来的永久代划分中，永久代需要存放类的元数据、静态变量和常量等。

它的大小不容易确定，因为这其中有很多影响因素，比如类的总数，常量池的大小和方法数量等。

-XX:MaxPermSize 指定太小很容易造成永久代内存溢出。

第二个原因则是移除永久代是为融合HotSpot VM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。

第三个原因永久代会为GC带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。

其实还有的人觉得，Oracle收购了jrockit虚拟机，要将它和HotSpot做整合，而jrockit是没有永久代的而且jrockit用户也没有配置永久代大小的习惯所以将废弃永久代与jrockit保持一致采用元空间实现方法区。了不起觉得也有一定的道理。

毕竟两大虚拟机要做统一永久代和元空间势必要废弃一个，而永久代的痛点是在于大小不好设置，设置小了会频繁发生GC，而且永久代的GC是效率很低且费时间，因为判断一个类是否可以被回收的条件很苛刻且费时，会占用资源影响用户线程的执行导致整体吞吐量变低。

而实际上永久代不是本地内存是虚拟机内存也就是是属于JVM进程的内存，所以如果设置过大就回造成内存的浪费，空余部分内存JVM进程本身用不到也不让其他进程使用。

如果使用元空间的话直接使用的是本地内存，默认也是不加以控制最大值的可以自己扩张，这样可以减少GC提升吞吐量，再有哪怕设置了最大值由于使用的是直接内存，空余的内存也是允许其他进程使用的。

所以，大家知道为什么要替换了吧。

既然都已经要替换，那么一定是废除永久代是对 JVM 来说，肯定是好处多多的。

废除永久代的好处

• 由于类的元数据分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间。不会遇到永久代存在时的内存溢出错误。
• 将运行时常量池从PermGen分离出来，与类的元数据分开，提升类元数据的独立性。
• 将元数据从PermGen剥离出来到Metaspace，可以提升对元数据的管理同时提升GC效率。

既然我们在这里说到这个Metaspace，那么肯定得说说这个 Metaspace 的相关参数都是代表的什么配置。

Metaspace

• -XX:MetaspaceSize，初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，就适当降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。
• -XX:MaxMetaspaceSize，最大空间，默认是没有限制的。如果没有使用该参数来设置类的元数据的大小，其最大可利用空间是整个系统内存的可用空间。JVM也可以增加本地内存空间来满足类元数据信息的存储。但是如果没有设置最大值，则可能存在bug导致Metaspace的空间在不停的扩展，会导致机器的内存不足；进而可能出现swap内存被耗尽；最终导致进程直接被系统直接kill掉。 如果设置了该参数，当Metaspace剩余空间不足，会抛出：java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace space
• -XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集
• -XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集