java8之元空间（Metaspace）

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一、永久代

永久代与元空间有千丝万缕的联系，首先来看一下永久代。
永久代更规范的名字的叫做方法区，永久代是方法区的一种实现方式，方法区是java规范中定义的，只有hotspot才有永久代。之所以叫它永久代是因为垃圾回收效果很差，大部分的数据会一直存在直到程序停止运行。
永久代里面一般存储类相关信息，比如类常量、字符串常量、方法代码、类的定义数据等，如果要回收永久代的空间，需要将类卸载，而类卸载的条件非常苛刻，所以空间一般回收很难。当程序中有大量动态生成类时，这些类信息都要存储到永久代，很容易造成方法区溢出。

二、元空间

1. Klass 结构，这个非常重要，把它理解为一个 Java 类在虚拟机内部的表示；
2. method metadata，包括方法的字节码、局部变量表、异常表、参数信息等；
3. 注解；
4. 方法计数器，记录方法被执行的次数，用来辅助 JIT 决策；
5. 其他

• 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，也就是说内存有多大，元空间就由多大。

除了上面两个指定大小的选项以外，还有两个与 GC 相关的属性：

• XX:MinMetaspaceFreeRatio，当进行过Metaspace
  GC之后，会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比小于这个参数，那么虚拟机将增长Metaspace的大小。设置该参数可以控制Metaspace的增长的速度，太小的值会导致Metaspace增长的缓慢，Metaspace的使用逐渐趋于饱和，可能会影响之后类的加载。而太大的值会导致Metaspace增长的过快，浪费内存。
• XX:MaxMetaspaceFreeRatio，当进行过Metaspace GC之后，
  会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比大于这个参数，那么虚拟机会释放Metaspace的部分空间。在本机该参数的默认值为70，也就是70%。
• XX:MaxMetaspaceExpansion：Metaspace增长时的最大幅度。
• XX:MinMetaspaceExpansion：Metaspace增长时的最小幅度。

尽管没有了PermGen error异常，但是因为类的信息存放在元空间，所以如果元空间设置的过小，而系统需要加载很多类，那么还是会造成元空间内存溢出，比如会报如下异常：

Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 

元空间是按照类加载器分配空间的，也就是说类加载器加载了一个类，元空间分配给这个类的空间其实是分配给的类加载器，不同的类加载器占用不同的空间，它们之间不共享类信息，如果程序中有大量的类加载器，而它们加载的类非常少，那么有可能会造成大量的空间浪费，而且还有可能造成java频繁GC而无法回收内存的现象。如果发现类加载器已经失效了，java可以直接将该类加载器对应的空间整体回收，不过类加载器一直存活的话，该类加载器加载的类所占据的空间不会被回收。

Java8内存模型—永久代(PermGen)和元空间(Metaspace)
Java8 Metaspace调优
深入理解堆外内存 Metaspace