1. 棧，堆，方法區的互動關系
2. 方法區的基本了解
方法區是線程共享的記憶體區域，在Java規範中把方法區作為堆的一個邏輯部分，方法區的大小決定了系統可以儲存多少類，如果加載了大量類可能會導緻
OOM
方法區用來存儲已經被虛拟機加載的類資訊，常量，靜态變量，編譯器編譯後的代碼緩存等資料
2.1 方法區會存在記憶體溢出的問題
方法區的大小決定了系統可以儲存多少個類，如果系統定義了太多的類，導緻方法區溢出，虛拟機同樣會抛出記憶體溢出錯誤：
java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space
或者
java.lang,OutOfMemoryError:Metaspace
，比如：
- 加載大量的第三方jar包；
- Tomcat部署的工程過多；
- 大量動态生成反射類；
2.2 記憶體結構詳解
方法區用來存儲已經被虛拟機加載的類資訊，常量，靜态變量，編譯器編譯後的代碼緩存等資料
類型資訊
對每個加載的類型（ 類class、接口interface、枚舉enum、注解annotation），JVM必須在方法區中存儲以下類型資訊：
① 這個類型的完整有效名稱（全名=包名.類名）
② 這個類型直接父類的完整有效名（對于interface或是java. lang.Object，都沒有父類）
③ 這個類型的修飾符（public， abstract， final的某個子集）
④ 這個類型直接接口的一個有序清單
域資訊（成員變量）
- JVM必須在方法區中儲存類型的所有域的相關資訊以及域的聲明順序。
- 域的相關資訊包括：域名稱、 域類型、域修飾符（public， private， protected， static， final， volatile， transient的某個子集）
方法資訊
JVM必須儲存所有方法的以下資訊，同域資訊一樣包括聲明順序：
- 方法名稱。
- 方法的傳回類型（或void）。
- 方法參數的數量和類型（按順序）。
- 方法的修飾符（public， private， protected， static， final， synchronized， native ， abstract的一個子集）。
- 方法的位元組碼（bytecodes）、操作數棧、局部變量表及大小（ abstract和native 方法除外）。
- 異常表（ abstract和native方法除外），每個異常處理的開始位置、結束位置、代碼處理在程式計數器中的偏移位址、被捕獲的異常類的常量池索引
關于靜态變量
none - final
的類變量
靜态變量和類關聯在一起，随着類的加載而加載，他們成為類資料在邏輯上的一部分；類變量被類的所有執行個體共享，即使沒有類執行個體時也可以通路
public class MethodAreaTest{
public static void main(String[] args){
Order order = null;
order.hello();//并不會有空指針的異常 可以通路到
System.out.println(order.count);
}
}
class Order{
public static int count = 1;
public static void hello(){
System.out.println("hello");
}
}
final
全局常量
被聲明為
fianl
的類變量的處理方法則不同，每個全局常量在編譯的時候就被配置設定了，看下面的代碼
public class TestClass3 {
public static int count = 1;
public static final int number = 2;
}
反編譯的部分結果如下
可以看到常量在類被編譯成位元組碼的時候就被指派了，而非
final
的類變量沒有，是在類加載的過程才進行初始化
運作時常量池 Runtime Constant Pool
Runtime Constant Pool
運作時常量池是方法區的一部分，
Class
檔案中除了包括版本，字段，方法，接口等字段以外，還有一項資訊就是常量池（Constant Pool Table）用于存放編譯期生成的各種字面量和符号引用，這部分内容在類加載進入方法區的運作時常量池中存放（注意區分常量池和運作時常量池）
JVM為每個已加載的類型（類或接口）都維護一個常量池
- 常量池：放在二進制位元組碼檔案，就是一張表，之後類的方法定義中的虛拟機指令根據這張表找到要執行的類名，方法名，參數類型，字面量等資訊
- 運作時常量池：當類被加載（加載到記憶體），他的常量池資訊就會被放入運作是常量池，并把裡面的符号位址變為真實位址
一個 java 源檔案中的類、接口，編譯後産生一個位元組碼檔案。而 Java 中的位元組碼需要資料支援，通常這種資料會很大以至于不能直接存到位元組碼裡，換另一種方式，可以存到常量池；而這個位元組碼包含了指向常量池的引用。在動态連結的時候會用到運作時常量池.
相對應
Class
檔案的常量池來說，運作時常量池的一個重要特性就是動态性，Java語言并不要求常量一定是在編譯期間産生的，也就是并非預先置入
Class
檔案中的常量池的内容才能進入方法區運作時常量池，運作期間也能将新的常量放入池中，比如
String
的
intern
方法.
串池 StringTable
StringTable
StringTable
是運作時常量池的一部分，是
String
的享元模式的實作方式
常量池中的資訊，都會被加載到運作時常量池中，但還沒有變為java對象，當使用到時，會生成對象（延遲執行個體化）；對于字元串來說，我們要在一個java程式中要使用要大量的字元串對象，而很多字元串對象的值都一樣我們也把他們當作常量來使用，如果每次都分别建立字元串對象那麼完全沒有必要，是以我們要利用之前已經建立的字元串對象
以字面量直接指派的
String
對象會被放到串池，下次如果有相同的字元串直接去串池中拿就行了，而不用生成新的對象
2.2 記憶體結構演進
在
jdk1.6
的記憶體結構中，使用永久代來實作方法區（對于Hotspots），靜态變量放在永久代上
本質上，方法區和永久代并不等價。僅是對hotSpot而言的。《java虛拟機規範》對如何實作方法區，不做統一要求。例如：BEA JRockit/IBM J9中不存在永久代的概念
在jdk1.7時還有永久代，但已經逐漸“去永久代”，字元串常量池、靜态變量移除，儲存在堆中；
在1.8方法區不再由
JVM
管理而是放在了元空間中，元空間放到本地記憶體中，類型資訊、字段、方法、常量儲存在本地記憶體的元空間，但字元串常量池、靜态變量仍留在堆空間
| 版本 | 改進 |
|---|---|
| jdk1.6及以前 | 有永久代，靜态變量存放在永久代上 |
| jdk1.7 | 有永久代，但已經逐漸去永久代，字元串常量池，靜态變量被移除，儲存在堆中 |
| jdk1.8及以後 | 無永久代，類型資訊，字段，方法資訊，常量儲存在本地記憶體的元空間，但字元串常量池，靜态變量仍在堆中 |
做這樣元空間替換永久代的動機有兩點：
元空間和永久代的差別
① 為永久代設定空間大小是很難确定的；
永久代是一片連續的堆空間，在JVM啟動之前通過在指令行設定參數-XX:MaxPermSize來設定永久代最大可配置設定的記憶體空間，預設大小是64M。永久代的垃圾收集是和老年代(old generation)捆綁在一起的，是以無論誰滿了，都會觸發永久代和老年代的垃圾收集。不過，一個明顯的問題是，當JVM加載的類資訊容量超過了參數-XX：MaxPermSize設定的值時，應用将會報OOM的錯誤
在某些場景下，如果動态加載類過多，會導緻
Perm
區的
OOM
，而元空間和永久代的差別就在于：元空間并不限制在虛拟機，而是使用本地記憶體，是以元空間的大小僅受本地記憶體的限制
② 對永久代的調優是很困難的：垃圾回收的判斷麻煩
類的中繼資料資訊轉移到Metaspace的原因是PermGen很難調整。PermGen中類的中繼資料資訊在每次FullGC的時候可能會被收集，但成績很難令人滿意。而且應該為PermGen配置設定多大的空間很難确定，因為PermSize的大小依賴于很多因素，比如JVM加載的class的總數，常量池的大小，方法的大小等。
此外，在HotSpot中的每個垃圾收集器需要專門的代碼來處理存儲在PermGen中的類的中繼資料資訊。從PermGen分離類的中繼資料資訊到Metaspace,由于Metaspace的配置設定具有和Java Heap相同的位址空間，是以Metaspace和Java Heap可以無縫的管理，而且簡化了FullGC的過程，以至将來可以并行的對中繼資料資訊進行垃圾收集，而沒有GC暫停
上面說到在jdk 1.6，串池
StringTable
被放到了永久代中，而在jdk1.8則是放到了堆中，為什麼要做這個改變呢？
這個和
JVM
的垃圾回收機制有關，對于永久代來說，他的垃圾回收是發生在
full GC
，垃圾回收的幾率很小，而堆的垃圾回收幾率更多，為了盡快回收大量不用的
String
對象，才做出這個改變
3. 方法區的大小設定
jdk7及以前: 永久代
-XX:PermSize來設定永久代初始配置設定空間 預設值是20.75M
-XX:MaxPermSize來設定永久代的最大可配置設定空間 32位虛拟機預設是64M 64位虛拟機是82M
jdk8及以後: 元空間
-XX:MetaSpaceSize來設定永久代初始配置設定空間 預設值是20.75M
-XX:MaxMetaSpaceSize來設定永久代的最大可配置設定空間 32位虛拟機預設是64M 64位虛拟機是82M