基础知识

JVM只不过是运行在你系统上的另一个进程而已，这一切的魔法始于一个java命令。正如任何一个操作系统进程那样，JVM也需要内存来完成它的运行时操 作。记住——JVM本身是硬件的一层软件抽象，在这之上才能够运行Java程序，也才有了我们所吹嘘的平台独立性以及WORA（一次编写，处处运行）。

快速过一遍JVM的内存结构
正如虚拟机规范所说的那样，JVM中的内存分为5个虚拟的区域。

• 堆
• 方法区（非堆）
• JVM栈
• 本地栈
• PC寄存器

堆

你的Java程序中所分配的每一个对象都需要存储在内存里。堆是这些实例化的对象所存储的地方。是的——都怪new操作符，是它把你的Java堆都占满了的！
它由所有线程共享
当堆耗尽的时候，JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError 异常
堆的大小可以通过JVM选项-Xms和-Xmx来进行调整

堆被分为：

Eden区 —— 新对象或者生命周期很短的对象会存储在这个区域中，这个区的大小可以通过-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize参数来调整。新生代GC（垃圾回收器）会清理这一区域。
Survivor区 —— 那些历经了Eden区的垃圾回收仍能存活下来的依旧存在引用的对象会待在这个区域。这个区的大小可以由JVM参数-XX:SurvivorRatio来进行调节。
老年代 —— 那些在历经了Eden区和Survivor区的多次GC后仍然存活下来的对象（当然了，是拜那些挥之不去的引用所赐）会存储在这个区里。这个区会由一个特殊的垃圾回收器来负责。年老代中的对象的回收是由老年代的GC（major GC）来进行的。

方法区

也被称为非堆区域（在HotSpot JVM的实现当中）
它被分为两个主要的子区域
持久代 —— 这个区域会存储包括类定义，结构，字段，方法（数据及代码）以及常量在内的类相关数据。它可以通过-XX:PermSize及 -XX:MaxPermSize来进行调节。如果它的空间用完了，会导致java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space的异常。

代码缓存——这个缓存区域是用来存储编译后的代码。编译后的代码就是本地代码（硬件相关的），它是由JIT（Just In Time)编译器生成的，这个编译器是Oracle HotSpot JVM所特有的。

JVM栈

• 和Java类中的方法密切相关
• 它会存储局部变量以及方法调用的中间结果及返回值
• Java中的每个线程都有自己专属的栈，这个栈是别的线程无法访问的。
• 可以通过JVM选项-Xss来进行调整

本地栈

• 用于本地方法（非Java代码）
• 按线程分配

PC寄存器

• 特定线程的程序计数器
• 包含JVM正在执行的指令的地址（如果是本地方法的话它的值则未定义）
• 好吧，这就是JVM内存分区的基础知识了。现在再说说持久代这个话题吧。

那么持久代上哪去了？

事实上，持久代已经被彻底删除了，取代它的是另一个内存区域也被称为元空间。

为什么移除持久代

• 它的大小是在启动时固定好的——很难进行调优。-XX:MaxPermSize，设置成多少好呢？
• HotSpot的内部类型也是Java对象：它可能会在Full GC中被移动，同时它对应用不透明，且是非强类型的，难以跟踪调试，还需要存储元数据的元数据信息（meta-metadata）。
• 简化Full GC：每一个回收器有专门的元数据迭代器。
• 可以在GC不进行暂停的情况下并发地释放类数据。
• 使得原来受限于持久代的一些改进未来有可能实现

元空间 —— 快速入门

持久代的空间被彻底地删除了，它被一个叫元空间的区域所替代了。持久代删除了之后，很明显，JVM会忽略PermSize和MaxPermSize这两个参数，还有就是你再也看不到java.lang.OutOfMemoryError: PermGen error的异常了。

JDK 8的HotSpot JVM现在使用的是本地内存来表示类的元数据，这个区域就叫做元空间。

元空间的特点：

• 充分利用了Java语言规范中的好处：类及相关的元数据的生命周期与类加载器的一致。
• 每个加载器有专门的存储空间
• 只进行线性分配
• 不会单独回收某个类
• 省掉了GC扫描及压缩的时间
• 元空间里的对象的位置是固定的
• 如果GC发现某个类加载器不再存活了，会把相关的空间整个回收掉

元空间的内存分配模型

• 绝大多数的类元数据的空间都从本地内存中分配
• 用来描述类元数据的类也被删除了
• 分元数据分配了多个虚拟内存空间
• 给每个类加载器分配一个内存块的列表。块的大小取决于类加载器的类型; sun/反射/代理对应的类加载器的块会小一些
• 归还内存块，释放内存块列表
• 一旦元空间的数据被清空了，虚拟内存的空间会被回收掉
• 减少碎片的策略

总结

• Hotspot中的元数据现在存储到了元空间里。mmap中的内存块的生命周期与类加载器的一致。
• 类指针压缩空间（Compressed class pointer space）目前仍然是固定大小的，但它的空间较大
• 可以进行参数的调优，不过这不是必需的。
• 未来可能会增加其它的优化及新特性。比如， 应用程序类数据共享；新生代GC优化，G1回收器进行类的回收；减少元数据的大小，以及JVM内部对象的内存占用量。