前文《Java面试必考问题：JVM内存区域如何划分？ 》介绍了Java虚拟机内存的划分，主要包括5个部分：方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈以及程序计数器，其中方法区和堆是各线程共享的存储区域，关于堆的内存管理机制在前面的文章《Java面试必考问题：Java堆内存管理机制 》中已经介绍过，本文重点介绍一下Java方法区。

方法区概述

我们还是以HotSpot VM来介绍方法区（Method Area）是如何实现的，内存又是如何管理的。对于HotSpot VM而言，方法区还有一个别名叫做Non-Heap(非堆），意思就是要和堆（Heap）分开。方法区可以看作是一块独立于Java堆的内存空间。

创建一个新的对象，对象引用在虚拟机栈中，对象实例数据在堆中，实例数据中还包括对象类型数据的指针，对象类型数据则存放在方法区。

方法区的大小决定了系统可以保存多少个类，和堆一样，方法区也可能会抛出内存溢出错误。如果系统定义了太多的类，就有可能导致方法区溢出。在Jdk1.7版本及以前，会抛 java.lang.OutofMemoryError : PermGen space；在Jdk1.8及以后，会抛 java.lang.OutofMemoryError : Metaspace。

之所以不同Jdk版本抛出的异常有区别，是因为HotSpot的变化。《Java界大名鼎鼎的HotSpot虚拟机的演进之路 》中曾介绍过在Jdk1.8版本中，HotSpot VM用元空间取代了之前的永久代来实现方法区。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，两者的主要区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。

方法区的内存结构

方法区保存的信息包括：

（1）类型信息：包括了JVM加载类型（类class、接口interface、枚举enum、注解annotation）的完整有效名称（包名+类名）、其直接父类的完整有效名称、类型的修饰符、其直接继承的接口列表。

（2）域（成员变量）信息：类型的所有成员变量的相关信息以及成员变量的声明顺序。

（3）方法信息：包括了类型的成员方法的名称、返回类型、参数列表、修饰符、字节码、操作数栈、局部变量表、异常表等。

（4）静态变量：non-final的静态类变量和全局常量。区别在于全局常量在编译器给指定值，静态类变量在加载时准备阶段赋初值，初始化阶段再给指定值。

（5）JIT代码缓存：即时编译产生的代码缓存，将热点代码编译成与本地平台相关的机器码，并保存到内存。

（6）运行时常量池：各种字面量和对类型、域和方法的符号引用。

方法区的大小和GC

以Jdk1.8版本的HotSpot为例，元数据区的大小可以使用参数 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 指定。默认的 XX:MetaspaceSize 值为21MB，-XX:MaxMetaspaceSize 默认为-1，即没有限制。

XX:MetaspaceSize 是元空间初始大小，一旦触及这个水位线，会触发垃圾回收（GC）并卸载没用的类。如果元空间初始大小设置过低，那么会频繁触发GC，为避免如此，一般将 XX:MetaspaceSize 设置为相对较高的值。

-XX:MaxMetaspaceSize 是元空间最大可分配大小，默认情况下，元空间最大的大小是系统内存的大小，元空间一直扩大，虚拟机可能会消耗完所有的可用系统内存。

方法区GC主要回收的内存包括：

1、常量池中没被引用的常量：字面量和符号引用。

2、不再使用的类型（class、interface等）。

对类型进行回收不是必要的，HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc 参数进行控制，可以关闭虚拟机对 class 的垃圾回收功能。

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