方法区的基本理解
- 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 / Metaspace space
- 举例：加载大量的第三方jar包；Tomcat部署的过程过多(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
- jdk7及以前习惯把方法区称为永久代。jdk8使用元空间取代了永久代。
- 本质上，方法区和永久代并不等价。永久代仅是对hotspot而言。java虚拟机规范对如何实现方法区不作统一要求。
- 现在看来，当年使用永久代导致Java程序更容易OOM（超过-XX:MaxPermSize上限）
- 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、元空间并不只是名字变了，内部结构也调整了。
- java虚拟机规范规定，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
- 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。
方法区(Method Area)存储什么？
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（Field）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。
常量池中有什么？
一个有效的字节码文件中除了包含版本信息、字段、方法以及接口等描述信息外，还包含一项信息那就是常量池表(Constant Pool Table)，包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用。
- 数值量
- 字符串值
- 类引用
- 字段引用
- 方法引用
小结：常量池可以看做一张表，虚拟机指令根据这张表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等类型。
运行时常量池
- 方法区的一部分
- 常量池表是Class文件的一部分，用于存放编译期产生的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池。
- JVM为每个已加载的类型（类或接口）都维护一个常量池。池中的数据项像数组一样，是通过索引访问的。
- 运行时常量池中包含多种不同的常量，包含编译期就确定的数值字面量，也包括到运行期解析后才能获得的方法或者字段引用。此时不再是常量池中的符号地址了，这里换为真实地址。
- 运行时常量池相对于Class文件常量池的另一个重要特征：具备动态性
- 运行时常量池类似于穿统编程语言中的符号表(symbol table)，但是它所包含的数据却比符号表要更加丰富一些。
- 当创建类或接口的运行时常量池时，如果构造运行时常量池所需的内存空间超过了方法区所能提供的的最大值，则JVM会抛OutOfMemoryError异常。
方法区的演进细节(Hotspot)
- 首先明确，只有hotspot才有永久代。
- hotspot中方法区的变化如下表：
版本 变化 jdk6及之前 有永久代(Permanent generation)，静态变量存放在永久代上 jdk7 有永久代，但已经逐步“去永久代”，字符串常量池、静态变量移除，保存在堆中 jdk8及之后 无永久代，类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间，但字符串常量池，静态变量仍在堆
图示：
思考
永久代为什么要被元空间替换？
- 给永久代设置空间大小是很难确定的。
- 对永久代进行调优是很困难的。
StringTable为什么要调整？
jdk7中将StringTable放到了堆空间中。因为永久代的回收效率很低，在full gc的时候才会触发。而full gc是老年代的空间不足、永久代不足时才会触发。这就导致StringTable回收效率不高。而开发中大量的字符串被创建，回收效率低，导致永久代内存不足。放到堆中，能及时回收内存。
方法区的垃圾收集
- 方法区内常量池中主要存放两大类常量：字面量和符号引用。
- hotspot只要常量池中的常量没有被任何地方引用，就可以被回收。
- 回收废弃常量会回收Java堆中的对象非常类似.
- 判断类可回收的三个条件
- 该类的所有实例都已被回收,Java堆中不存在该类及其任何派生子类的实例。
- 加载该类的加载器已被回收,这个条件除非是经过精心设计的可替换加载器的场景,否则很难达成。
- 该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类方法。
