學習JVM必看的書籍無疑是《深入理解Java虛擬機》這本書了，在書中，關於運行時數據區域模型是這樣描述的：

在這裏我們只針對HotSpot VM來說，它是OracleJDK和OpenJDK中所帶的虛擬機，也是目前使用範圍最廣的Java虛擬機。在JDK7之前，這樣的模型是正確的。但是到了JDK8，如圖標紅的部分，做了一些優化。

什麽是方法區，什麽是永久代，運行時常量池又是什麽

• “方法區”（Method Area），是線程共享的區域，用於存儲已被虛擬機加載的類信息，常量，靜態變量等數據。首先我們要知道，方法區是JVM的一種規範，是一個概念，而這個方法區的具體實現由各個虛擬機廠商去實現。
• “永久代”（Permanent Generation）就是HotSpot虛擬機對於方法區的實現，也僅僅是針HotSpot才有的。
• “運行時常量池”是方法區的一部分。用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。其特性是具備動態性。

優化一：字符串常量池從永久代劃到Java堆

由於常量池具備動態性，在程序運行過程中會有大量的字符串常量在運行時常量池裏產生，此時如果放在永久代，則無法恰當的設定永久代的大小，容易出現性能問題和內存溢出。下面一個例子證明在JDK8中，字符串常量池已經放在堆中：

String.intern()方法的作用是返回一個字符串引用，引用的是字符串常量池中的字符串（字面量），我們先來驗證一下這個方法：

public class StringConstantsPoolTest {
public static void main(String[] args) {
String str = "abc"; //  str存儲在常量池
String str2 = new String("abc");  // str2 存儲在堆中
System.out.println(str == str2); //  結果為false ，堆中的引用並不等於常量池中的引用
str2 = str2.intern(); // 獲取str2在常量池中的引用
System.out.println(str == str2); 
}
}
 

結果如下：

證明 String.intern()方法返回了一個在常量池中的引用。
下面驗證字符串常量池在堆中：
設置JVM參數：

-Xms10m -Xmx10m -XX:-UseGCOverheadLimit

public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList();
int i = 0;
while(true){
list.add(String.valueOf(i++).intern());
}
}

結果如下：

我們看到這時報的是Java堆空間內存溢出，說明字符串常量池是在堆中，註意，此時僅僅是字符串常量池轉移到了堆中，但是運行時常量池依舊還是在方法區裏

優化二：移除了永久代，引入“元空間”(Metaspace)

為什麽移除永久代？

1. 方法區大小難以設定，容易發生內存溢出 。永久代會存放Class的相關信息，一般這些信息在編譯期間就能確定大小。但是如果是在一些需要動態生成大量Class的應用中，如：Spring的動態代理、大量的JSP頁面或動態生成JSP頁面等，由於方法區的大小在一開始就要分配好，因此就能難確定大小，容易出現內存溢出
2. GC復雜且效率低 。方法區存儲了類的元數據信息和各種常量，它的內存回收目標理應當是對這些類型的卸載和常量的回收。但由於這些數據被類的實例引用，卸載條件變得復雜且嚴格，回收不當會導致堆中的類實例失去元數據信息和常量信息。因此，回收方法區內存不是一件簡單高效的事情。
3. 促進HotSpot JVM與JRockit VM的融合 。JRockit沒有方法區，移除永久代可以促進HotSpot JVM與JRockit VM的融合。

什麽是元空間（Metaspace），為什麽引入元空間

元空間的本質和永久代類似，都是對JVM規範中方法區的實現。不過元空間與永久代之間最大的區別在於：元空間並不在虛擬機中，而是使用本地內存。因此，默認情況下，元空間的大小僅受本地 內存限制 。

元空間的特點：

• 每個加載器有專門的存儲空間。
• 不會單獨回收某個類。
• 元空間裏的對象的位置是固定的。
• 如果發現某個加載器不再存活了，會把相關的空間整個回收。

總結

最終JVM（HotSpot）運行時數據區域模型如下：

你還在看《深入理解Java虛擬機》的運行時數據模型嗎？