面试题21：什么是方法区？永久代？元空间？

【方法区】

• 逻辑上的东西，是JVM的规范，所有虚拟机必须遵守的。
• 是JVM 所有线程共享的、用于存储类信息，例如：类的字段、方法数据、方法代码、常量池等。
• 方法区的大小决定了系统可以保存多少个类。

【永久代】（JDK8之前）

• -XX:PermSize

设置初始永久代大小。例如：-XX:PermSize=5m

• -XX:MaxPermSize

设置最大永久代大小，默认情况下为64MB。例如：-XX:MaxPermSize=5m

• 指内存的永久保存区域，主要存放Class和Meta（元数据）的信息，Class在被加载的时候被放入永久区域，它和存放实例的区域不同，GC不会在主程序运行期对永久区域进行清理。所以这也导致了永久代的区域会随着加载的Class的增多而胀满，最终抛出OOM异常。
• 如果系统使用了一些动态代理，那么有可能会在运行时生成大量的类，从而造成内存溢出。所以，设置合适的永久代大小，对于系统的稳定性是至关重要的。

【元空间】（JDK8及之后）

• -XX:MaxMetaspaceSize

设置元空间默认初始大小，默认为20.75MB。

例如：-XX:MetaspaceSize=40m

设置最大元数据空间。

例如：-XX:MaxMetaspaceSize=40m

• 在Java8中，永久代已经被移除，被一个称为“元数据区”（元空间）的区域所取代。
• 元空间的本质和永久代类似，元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用堆外的直接内存。
• 因此，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。

【为什么使用元空间替换永久代？】

• 表面上看是为了避免OOM异常。因为通常使用PermSize和MaxPermSize设置永久代的大小就决定了永久代的上限，但是不是总能知道应该设置为多大合适, 如果使用默认值很容易遇到OOM错误。当使用元空间时，可以加载多少类的元数据就不再由MaxPermSize控制, 而由系统的实际可用空间来控制。
• 更深层的原因还是要合并HotSpot和JRockit的代码，JRockit从来没有所谓的永久代，也不需要开发运维人员设置永久代的大小，但是运行良好。同时也不用担心运行性能问题了,在覆盖到的测试中, 程序启动和运行速度降低不超过1%，但是这点性能损失换来了更大的安全保障。由于永久代内存经常不够用或者发生内存泄露，爆出异常 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen 。字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。类及方法的信息等比较难确定其大小，因此对于永久代的大小指定比较困难，太小容易出现永久代溢出，太大则容易导致老年代溢出。永久代会位GC带来不必要的复杂度，而且回收效率偏低。Oracle可能会将HotSpot和JRockit合二为一。