方法区 – 源码巴士

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栈、堆、方法区的交互关系

运行时数据结果图
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栈、堆、方法区的交互关系

方法区的理解

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/**
 * 测试设置方法区大小参数的默认值
 * <p>
 * jdk7及以前：
 * -XX:PermSize=100m -XX:MaxPermSize=100m
 * <p>
 * jdk8及以后：
 * -XX:MetaspaceSize=100m  -XX:MaxMetaspaceSize=100m
 * <p>
 * 设置堆内存大小
 * -Xms60m -Xmx60m
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  12:16
 */
public class MethodAreaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("end...");
    }
}

查看 jvisualvm 的gc内存堆大小情况
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查看 jvisualvm 的类加载情况

Hotpt中方法区的演进
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方法区概述

Hotspot 中方法区的演进

设置方法区大小与OOM

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查看运行类的进程
jps
查看 jvm 参数是否有效（1.8的环境下）
jinfo -flag PermSize 进程号
jinfo -flag MaxPermSize 进程号
jvm参数文档

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/**
 * 测试设置方法区大小参数的默认值
 * <p>
 * jdk7及以前：
 * -XX:PermSize=100m -XX:MaxPermSize=100m
 * <p>
 * jdk8及以后：
 * -XX:MetaspaceSize=100m  -XX:MaxMetaspaceSize=100m
 * <p>
 * -Xms60m -Xmx60m
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  12:16
 */
public class MethodAreaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start...");
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("end...");
    }
}

方法区 OOM 演示

/**
 * jdk6/7中：
 * -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
 *
 * jdk8中：
 * -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  22:24
 */
public class OOMTest extends ClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        int j = 0;
        try {
            OOMTest test = new OOMTest();
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                //创建ClassWriter对象，用于生成类的二进制字节码
                ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
                //指明版本号，修饰符，类名，包名，父类，接口
                classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
                //返回byte[]
                byte[] code = classWriter.toByteArray();
                //类的加载
                test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//Class对象
                j++;
            }
        } finally {
            System.out.println(j);
        }
    }
}

异常信息：

8531
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
	at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:642)
	at com.atguigu.java.OOMTest.main(OOMTest.java:29)

Process finished with exit code 1

如何解决OOM
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方法区的内部结构

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字符串常量在jdk不同的版本中存放的位置不一样

方法区存储什么（规范版本）
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类型信息包含域信息和方法信息

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查看class 字节码的反编译

/**
 * 测试方法区的内部构成
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  23:39
 */
public class MethodInnerStrucTest extends Object implements Comparable<String>,Serializable {
    //属性
    public int num = 10;
    private static String str = "测试方法的内部结构";
    //构造器
    //方法
    public void test1(){
        int count = 20;
        System.out.println("count = " + count);
    }
    public static int test2(int cal){
        int result = 0;
        try {
            int value = 30;
            result = value / cal;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

    @Override
    public int compareTo(String o) {
        return 0;
    }
}

javap -v -p MethodInnerStrucTest.class > test.txt
方法区会记录class loader 的信息的，但是 test.txt中是没有class loader信息，因为class loader 存在于内存中

## 类型信息
public class com.atguigu.java.MethodInnerStrucTest extends java.lang.Object
    implements java.lang.Comparable<java.lang.String>, java.io.Serializable


  ## 域信息
  public int num;
    descriptor: I
    flags: ACC_PUBLIC

  private static java.lang.String str;
    descriptor: Ljava/lang/String;
    flags: ACC_PRIVATE, ACC_STATIC

  ## 方法信息
  public void test1();
    ## 方法返回类型信息
    descriptor: ()V
    ## 方法的权限
    flags: ACC_PUBLIC
    ## code 字节码
    Code:
      ## stack 栈的最大深度为 3
      ## locals 局部量表数组长度为 2
      ## args_size 方法的参数个数为 1
      stack=3, locals=2, args_size=1
         0: bipush        20
         2: istore_1
         3: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         6: new           #4                  // class java/lang/StringBuilder
         9: dup
        10: invokespecial #5                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
        13: ldc           #6                  // String count =
        15: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        18: iload_1
        19: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
        22: invokevirtual #9                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        25: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        28: return
      LineNumberTable:
        line 17: 0
        line 18: 3
        line 19: 28
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      29     0  this   Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
            3      26     1 count   I

在这里插入图片描述

public class MethodAreaTest {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = null;
        order.hello(); // 静态方法及时没有实例也是可以访问的，不会报错
        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!");
    }
}

在这里插入图片描述
通过字节码文件可以看出，申明为final 的在编译时，值就已经分配配了，而static则没有分配

运行时常量池 & 常量池

先要能懂字节码中的常量池，才能能明白运行时常量池
在这里插入图片描述
常量池含义

在这里插入图片描述

为什么需要常量池

在这里插入图片描述
常量池中有什么？

运行时常量池

在这里插入图片描述

方法区使用举例

public class MethodAreaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 500;
        int y = 100;
        int a = x / y;
        int b = 50;
        System.out.println(a + b);
    }
}

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当方法不是静态方法时，本地变量表 0 的位置放的就是 this

方法区的演变细节

在这里插入图片描述

永久代为什么要被元空间替换

不容易确定永久代的大小
永久代不容易调优

StringTable（字符串常量表）为什么要移出永久代
因为开发中会有大量字符串被创建，如果字符串保存在永久代，那么只有执行Full GC时才会对字符串进行回收，回收效率低。放在堆中，能及时回收内存。

/**
 * 结论：
 * 静态引用对应的对象实体始终都存在堆空间
 *
 * jdk7：
 * -Xms200m -Xmx200m -XX:PermSize=300m -XX:MaxPermSize=300m -XX:+PrintGCDetails
 * jdk 8：
 * -Xms200m -Xmx200m -XX:MetaspaceSize=300m -XX:MaxMetaspaceSize=300m -XX:+PrintGCDetails
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  21:20
 */
public class StaticFieldTest {
    private static byte[] arr = new byte[1024 * 1024 * 100];//100MB

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(StaticFieldTest.arr);

//        try {
//            Thread.sleep(1000000);
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
    }
}

jdk1.8 测试
从gc日志上可以看到 arr 引用对应的对象实体放在堆空间中
而其他jdk版本静态引用对应的对象实体始终都存在堆空间（jdk1.6,jdk1.7,jdk1.8 等），而静态变量如 arr 在不同的jdk版本中存放的位置是不一样的。
在这里插入图片描述
JHSDK 工具在 jdk1.9版本的 bin 目录中

/**
 * 《深入理解Java虚拟机》中的案例：
 * staticObj、instanceObj、localObj 变量本身存放在哪里？
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  11:39
 */
public class StaticObjTest {
    static class Test {
        static ObjectHolder staticObj = new ObjectHolder(); // 静态类属性
        ObjectHolder instanceObj = new ObjectHolder(); // 类属性

        void foo() {
            ObjectHolder localObj = new ObjectHolder(); // 局部变量
            System.out.println("done");
        }
    }

    private static class ObjectHolder {
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new StaticObjTest.Test();
        test.foo();
    }
}

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方法区的垃圾回收

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总结

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原文链接：https://blog.csdn.net/xyz9353/article/details/116721499