首先,方法区是 JVM 虚拟机规范(JVM Specification) 规定的一个逻辑内存区域,主要用于存储与类和方法相关的元数据。并没有规定具体的实现方式,因此在 JDK 版本迭代中对方法区的实现也有所不同。
1 JVM 规范中规定方法区需要储存哪些数据?
它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等。可以分为下面三种类型:
1 class 的元数据
- 类型信息 Class
- 方法信息 Method
- 域信息 Field
- 类变量(静态变量)
- 方法表
2 运行时常量池 + 字符串常量池
3 JIT 编译器编译后的代码缓存
注意方法区是一个逻辑的内存分区,不管实现中放在哪些物理区域,在逻辑上都属于方法区。
2 方法区实现的历史演进
版本 JDK1.6
在 JDK 1.6 中,方法区由永久代单独实现,也就是规范中规定要储存的数据都存放在堆中的永久代里
版本 JDK1.7
在这个版本中,开始了逐步的“去永久代”。将字符串常量池单独移到了 Heap 中(在永久代之外)。
版本 JDK 1.8
将方法区其他实现(类的元信息 + 运行时常量池)转移到直接内存作为元空间。永久代被完全移除。
我们可以看出,永久带和元空间分别是 JDK 不同版本下,方法区这个逻辑内存区域的不同实现。
3 一个误区:运行时常量池位于堆内存?
注意到在一些网站中,将运行时常量池放在堆内存下,但是这是一种误解。
实际上,
- JDK1.6 中,字符串常量池位于运行时常量池中,而运行时常量池位于永久代中(non-heap)。
- JDK 1.7 中,运行时常量池仍然保留在 永久代(PermGen) ,只有字符串常量池被迁移到了 堆内存(Heap)。
- JDK 1.8 中,运行时常量池和类的元信息作为元空间被移动到本地内存中。
这需要对常量池这一数据结构进行一下学习:
常量池
JVM 中有三类常量池
- 静态常量池(class 文件中的常量池)
- 运行时常量池
- 字符串常量池
- class常量池是class文件编译时确定的,是每个类独有的。
- 虚拟机加载Class之后会把class常量池中的数据放入到运行时常量池。同时因为引用类已经分配内存了,会将符号引用转化为指向堆中的实际引用保存下来。所以运行时常量池也是一个 Class 对象一个。
- 字符串常量就保存在字符串常量池,专门用于管理字符串对象。(底层是拉链法的 HashTable)
明晰这几种常量池的不同后,看一下常量池在 JDK 版本迭代中的位置的不同:
在JDK6及之前的版本:
– 静态常量池在Class文件中。
– 运行时常量池在永久代中。(是堆的一个逻辑区域,和 新生代老年代分隔开)
– 字符串常量池在运行时常量池中。
在JDK7版本:
– 静态常量池在Class文件中。
– 运行时常量池依然在永久代(也就是方法区)中。在JDK7版本中,永久代的转移工作就已经开始了,将字符串常量池单独从运行时常量池转移到了堆内存中。
在JDK8版本:
– 静态常量池在Class文件中。
– 完全去除永久代,将运行时常量池和 class 元信息转移到本地内存的元空间中
– 字符串常量池仍然保留于Java堆中。