JVM---方法区

    技术2025-12-21  14

    方法区

    栈、堆、方法区的交互关系

    方法区基本理解

    方法区(Method Area)与Java堆一 样, 是各个线程共享的内存区域。

    方法区在JVM启动的时候被创建,并且它的实际的物理内存空间中和Java堆区–样都可以是不连续的。

    方法区的大小,跟堆空间一样,可以选择固定大小或者可扩展。

    方法区的大小决定了系统可以保存多少个类,如果系统定义了太多的类,导致方法区溢出,虚拟机同样会抛出内存溢出错误: java. lang . OutOfMemoryError:PermGen space 或者j ava. lang. OutOfMemoryError: Metaspace

    关闭JVM就 会释放这个区域的内存。

    在jdk7及以前, 习惯上把方法区,称为永久代。jdk8开始, 使用元空间取代了永久代。

    ln JDK8, casses metadata is now stored in the native heap and this space is clled Metaspace.

    本质上,方法区和永久代并不等价。仅是对hotspot而言的。《Java 虚拟机规范》对如何实现方法区,不做统一要求。例如: BEA JRockit/ IBM J9中不存在永久代 的概念。

    现在来看,当年使用永久代,不是好的idea。 导致Java程序更容易OOM (超过-XX : MaxPermSize上限)

    设置方法区大小与OOM

    方法区的大小不必是固定的,jvm可以根据应用的需要动态调整。jdk7及以前: 通过-XX: PermSize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M-XX : MaxPermSi ze来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M,64位机器模式是82M当JVM加载的类信息容量超过了这个值,会报异常OutOfMemoryError : PermGen space。

    解决OOM问题

    1、要解决00M异常或heap space的异常, 一般的手段是首先通过内存映像分析工具(如Eclipse Memory Analyzer) 对dump出来的堆转储快照进行分析,重点是确认内存中的对象是否是必要的,也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏(MemoryLeak)还是内存溢出(Memory Overflow)。

    2、如果是内存泄漏,可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots 的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GCRoots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄漏对象的类型信息,以及GC Roots 引用链的信息,就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。

    3、如果不存在内存泄漏,换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着,那就应当检查虚拟机的堆参数(-Xmx与-Xms) ,与机器物理内存对比看是否还可以调大,从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况,尝试减少程序运行期的内存消耗。

    方法区的内部结构

    《深入理解Java虚拟机》书中对方法区(Method Area) 存储内容描述如下:)它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编泽器编译后的代码缓存等。

    类型信息

    对每个加载的类型(类class、接口interface、枚举enum、注解annotation),JVM必须在方法区中存储以下类型信息: ①这个类型的完整有效名称(全名=包名.类名) ②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) ③这个类型的修饰符(public, abstract, final的某个子集) ④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

    JVM必须保存所有方法的以下信息,同域信息一样包括声明顺序:

    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

    补充说明:全局常量: static final

    被声明为final的类变量的处理方法则不同,每个全局常量在编译的时候就会被分配了。

    运行时常量池VS常量池

    方法区,内部包含了运行时常量池。字节码文件,内部包含了常量池。要弄清楚方法区,需要理解清楚ClassFile,因为加载类的信息都在方法区。要弄清楚方法区的运行时常量池,需要理解清楚ClassFile中的常量池。 https: / /docs.oracle. com/ j avase/ specs/j vms/ se8/html/ j vms-4. html。 如下:

    一个有效的字节码文件中除了包含类的版本信息、字段、方法以及接口等描述信息外,还包含一项信息那就是常量池表(Constant Pool Table) ,包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用。

    为什么需要常量池

    一个java源文件中的类、接口,编译后产生一个字节码文件。而Java中的字节码需要数据支持,通常这种数据会很大以至于不能直接存到字节码里,换另-种方式,可以存到常量池,这个字节码包含了指向常量池的引用。在动态链接的时候会用到运行时常量池,之前有介绍。

    public class simpleClass { public void sayHello() { System. out. println( "hello"); } }

    虽然只有194字节,但是里面却使用了String、System、PrintStream及Object等结构。这里代码量其实已经很小了。如果代码多,引用到的结构会更多!这里就需要常量池了!

    运行时常量池

    运行时常量池( Runtime Constant Pool) 是方法区的一部分。常量池表(Constant Pool Table) 是Class文件的一部分,用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用,这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。运行时常量池,在加载类和接口到虚拟机后,就会创建对应的运行时常量池。JVM为每个已加载的类型(类或接口)都维护一个常量池。池中的数据项像数组项一样,是通过索引访问的。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–重要特征是:具备动态性。 运行时常量池类似于传统编程语言中的符号表(symbol table) ,但是它所包含的数据却比符号表要更加丰富一些。当创建类或接口的运行时常量池时,如果构造运行时常量池所需的内存空间超过了方法区所能提供的最大值,则JVM会抛OutOfMemoryError异常。
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