前言

　　方法区是运行时数据区的最后一个部分：

　　从线程共享与否的角度来看：

　　大家可能在这里有些疑惑，方法区和元空间的关系到底是怎样的？请往下看，下面会为大家解惑。

栈、堆、方法区的交互关系

　　下面就涉及了对象的访问定位：

• Person：存放在元空间，也可以说方法区；

• person：存放在Java栈的局部变量表中；

• new Person()：存放在Java堆中。

方法区的理解

　　《Java虚拟机规范》中明确说明：“尽管所有的方法区在逻辑上是属于堆的一部分，但一些简单的实现可能不会选择去进行垃圾收集或者进行压缩。”但对于 HotSpotJVM 而言，方法区还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。

　　所以，方法区看作是一块独立于Java堆的内存空间。

方法区主要存放的是『Class』，而堆中主要存放的是『实例化的对象』

• 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堆区一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java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace

  • 加载大量的第三方的jar包

  • Tomcat部署的工程过多（30 -- 50个）

  • 大量动态的生成反射类

• 关闭JVM就会释放这个区域的内存。

HotSpot中方法区的演进

　　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。

　　JDK 1.8后，元空间存放在堆外内存中。

　　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：BEAJRockit / 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）

　　而到了JDK8，终于完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间（Metaspace）来代替：

　　元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代最大的区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。

　　永久代、元空间二者并不只是名字变了，内部结构也调整了。

　　根据《Java虚拟机规范》的规定，如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OOM异常。

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:MaxPermsize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。

JDK8以后

　　? 元数据区大小可以使用参数 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize指定

　　? 默认值依赖于平台。windows下，-XX:MetaspaceSize是21M，-XX:MaxMetaspaceSize的值是-1，即没有限制。

　　? 与永久代不同，如果不指定大小，默认情况下，虚拟机会耗尽所有的可用系统内存。如果元数据区发生溢出，虚拟机一样会抛出异常OutOfMemoryError:Metaspace。

　　? -XX:MetaspaceSize：设置初始的元空间大小。对于一个64位的服务器端JVM来说，其默认的-xx:MetaspaceSize值为21MB。这就是初始的高水位线，一旦触及这个水位线，Ful1GC将会被触发并卸载没用的类（即这些类对应的类加载器不再存活）然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不足，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。如果释放空间过多，则适当降低该值。

　　? 如果初始化的高水位线设置过低，上述高水位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到Ful1GC多次调用。为了避免频繁地GC，建议将-XX:MetaspaceSize设置为一个相对较高的值。

如何解决这些OOM

• 要解决OOM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Ec1ipse 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（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）。

  • 内存泄漏：就是有大量的引用指向某些对象，但是这些对象以后不会使用了，但是因为它们还和GC ROOT有关联，所以导致以后这些对象也不会被回收，这就是内存泄漏的问题。

• 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GCRoots引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。

• 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、即时编译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：

• 这个类型的完整有效名称（全名=包名.类名）。

• 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）。

• 这个类型的修饰符（public，abstract，final的某个子集）。

• 这个类型直接接口的一个有序列表。

域信息

　　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

non-final的类变量

　　静态变量和类关联在一起，随着类的加载而加载，他们成为类数据在逻辑上的一部分。

　　类变量被类的所有实例共享，即使没有类实例时，你也可以访问它。

public class MethodAreaTest {
    public static void main(String[] args) {
        Order order = new Order();
        order.hello();
        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!");
    }
}

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

public class MethodAreaTest2 {
    public static void main(String args[]) {
        Object obj = new Object();
    }
}

new #2  
dup
invokespecial

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);
    }
}