聊聊jvm的PermGen與Metaspace

weixin_34370347發表於2017-12-26
JVM

序

本文主要講述一下jvm的PermGen與Metaspace

java memory結構

分代概念

對於垃圾收集演算法來說，分代回收是高階演算法之一。物件按照生成時間進行分代，剛剛生成不久的年輕物件劃為新生代（Young gen-eration），而存活了較長時間的物件劃為老生代（Old generation）。根據具體實現方式的不同，可能還會劃分更多的代。比如有的把永久代也算做一個代。

memory劃分

java memory主要分heap memory 和 non-heap memory，其計算公式如下：

Max memory = [-Xmx] + [-XX:MaxPermSize] + number_of_threads * [-Xss]
複製程式碼

  • heap結構

按分代，分young-eden,young-survivor,old 用-Xmn,-Xms,-Xmx來指定

  • non-heap結構

包括metaspace,thread stacks,compiled native code,memory allocated by native code

-XX:PermSize或-XX:MetaspceSize,-Xss或-XX:ThreadStackSize

PermGen與Metaspace

字串常量池的變化

  • 在java7的時候將字串常量池則移到java heap

所有的被intern的String被儲存在PermGen區.PermGen區使用-XX:MaxPermSize=N來設定最大大小，但是由於應用程式string.intern通常是不可預測和不可控的，因此不好設定這個大小。設定不好的話，常常會引起

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
複製程式碼
  • java7，8的字串常量池在堆中實現 字串常量池被限制在整個應用的堆記憶體中，在執行時呼叫String.intern()增加字串常量不會使永久代OOM了。

方法區的變化

  • java8的時候去除PermGen，將其中的方法區移到non-heap中的Metaspace

move name and fields of the class, methods of a class with the bytecode of the methods, constant pool, JIT optimizations etc to metaspace

  • Metaspace屬於non-heap

Metaspace與PermGen之間最大的區別在於：Metaspace並不在虛擬機器中，而是使用本地記憶體。

如果沒有使用-XX:MaxMetaspaceSize來設定類的後設資料的大小，其最大可利用空間是整個系統記憶體的可用空間。JVM也可以增加本地記憶體空間來滿足類後設資料資訊的儲存。 但是如果沒有設定最大值，則可能存在bug導致Metaspace的空間在不停的擴充套件，會導致機器的記憶體不足；進而可能出現swap記憶體被耗盡；最終導致程式直接被系統直接kill掉。

  • OOM異常 如果類後設資料的空間佔用達到MaxMetaspaceSize設定的值，將會觸發物件和類載入器的垃圾回收。
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace space
複製程式碼

JVM從Metaspace在捕獲一個一個記憶體分配失敗後丟擲。

Metaspace相關引數

  • -XX:MetaspaceSize，初始空間大小，達到該值就會觸發垃圾收集進行型別解除安裝，同時GC會對該值進行調整：如果釋放了大量的空間，就適當降低該值；如果釋放了很少的空間，那麼在不超過MaxMetaspaceSize時，適當提高該值。
  • -XX:MaxMetaspaceSize，最大空間，預設是沒有限制的。
  • -XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之後，最小的Metaspace剩餘空間容量的百分比，減少為分配空間所導致的垃圾收集
  • -XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之後，最大的Metaspace剩餘空間容量的百分比，減少為釋放空間所導致的垃圾收集

小結

將常量池從PermGen剝離到heap中，將後設資料從PermGen剝離到後設資料區，去除PermGen的好處如下：

  • 將字串常量池從PermGen分離出來，與類後設資料分開，提升類後設資料的獨立性
  • 將後設資料從PermGen剝離出來到Metaspace，可以提升對後設資料的管理同時提升GC效率。

在PermGen中後設資料可能會隨著每一次Full GC發生而進行移動。HotSpot虛擬機器的每種型別的垃圾回收器都需要特殊處理PermGen中的後設資料，分離出來以後可以簡化Full GC以及對以後的併發隔離類後設資料等方面進行優化。

  • 為後續將HotSpot與JRockit合二為一做準備。

PermGen是HotSpot的實現特有的，JRockit並沒有PermGen一說

doc

相關文章