Java 8中的MetaSpace有什么用？

Question

我知道在Java 8中，他们用MetaSpace替换了PermGen。但我有几个问题：

1. 默认情况下，MetaSpace是否是被GC收集的？
2. 即使通过添加像-XX:+CMSClassUnloadingEnabled这样的参数来GC收集PermGen，那么什么使MetaSpace比PermGen更好？
3. MetaSpace基于本地内存，因此它将Java对象保存在磁盘上而不是VM上？
4. 即使MetaSpace也可能耗尽内存吗？如果是这样，我将再次收到OutOfMemoryException。
5. 默认情况下，随着内存的增加，MetaSpace是否可以扩大？

- batman

Answer 1

默认情况下，MetaSpace会进行垃圾回收吗？

是的，当MetaSpace被占满时，垃圾回收将运行于它上面，同时也会动态增加（如果允许）为元数据分配的内存。

即使像添加了-XX:+CMSClassUnloadingEnabled这样的参数以对PermGen进行垃圾回收，那么MetaSpace与PermGen相比有何优势？

改进在于metaspace的动态扩展，这是permgen无法实现的。

MetaSpace基于本地内存，所以它将Java对象保存在磁盘而不是VM上吗？

根据metaspace的描述，它仅使用本地内存（没有分页）。

根据Pierre-Hugues Charbonneau的研究（链接在此），引入metaspace并不能解决OOM问题，最多只是给问题贴上一个临时的“创可贴”，它试图动态调整metaspace内存以适应加载的类数量的增长，可能会带来不受控制的增长（只要本地内存允许）。

我们可以通过设置JVM的MaxMetaspaceSize参数并运行提供的示例程序来实现著名的OOM错误。

特别感谢Pierre-Hugues Charbonneau。

- Anantha Sharma

---

是的，在metaspace空间占用过高时，GC会运行，并且它还可以动态地增加（如果允许）为元数据分配的内存。 GC会运行时堆空间不足吗？ - gstackoverflow

拥有垃圾收集的想法是为了防止这种情况发生。但是它可能会接近满载，然后启动垃圾收集。但是通过智能内存配置和合理编写代码可以避免这种情况。此外，拥有大量 RAM 可以延长不可避免的情况 :) - Anantha Sharma

改进在于元空间的动态扩展，这是永久代无法实现的。你是说永久代无法扩展而元空间可以吗？它们都可以通过提供参数来限制。那么为什么元空间可以扩展呢？ - ernesto

@ernesto 如果您不指定元空间的上限，它将会根据需要（和可能性）进行扩展。 - Jeffiekins

从我自己的观察来看，除非达到限制，否则它似乎不会被垃圾回收，这使得为长时间运行的进程设置合理的限制成为必要。 - theglauber

元空间现在已经超出了堆空间。垃圾回收如何在元空间上运行？请解释。 - Deepak

Answer 2

回答：

1. 默认情况下，如果Metaspace内存达到MaxMetaspaceSize，则会进行收集。该参数最初为无限制。限制取决于计算机中的内存。但是当类和类加载器不再需要时，内存会自动释放。只有在怀疑ClassLoader存在内存泄漏时才需要调整此参数。

2. MetaSpace使用本地内存，指针在内存中的组织使得GC比更老的PermGen内存更快。

3. 不，这意味着JVM像普通的C程序一样使用内存，并且不使用虚拟内存空间来存储Java对象。看起来内存仅受机器限制。请注意，如果需要，计算机的内存可以交换到磁盘上。

4. 如果设置了参数MaxMetaspaceSize，则可能会发生OutOfMemory错误；如果未设置此参数，则可能会发生进程分配所有机器内存（包括交换空间）的情况。

- Fernando Rincon

---

如果达到了MetaspaceSize而不是MaxMetaspaceSize，则返回已转换的文本。 - jmj

Metaspace绝对不会进入交换空间（在Linux 64位上测试Java 8u60）。如果出现泄漏，它可能会将其他所有内容推到交换空间，使机器停止运行。 - kubanczyk

@JigarJoshi 我刚刚测试了一下，默认情况下，如果达到MaxMetaspaceSize而不是MetaspaceSize，那么将会回收Metaspace。 - kubanczyk

@kubanczyk，你错了。Java元空间可以被交换。显然，如果它被广泛使用，则其他应用程序的内存将被交换。 "直接内存"可能会被误解为其含义取决于上下文。在这里，它的意思是“不是Java虚拟内存，而是操作系统内存”。但是，“操作系统虚拟内存”是分配在RAM和SWAP中的。在Linux中，只有特权用户才能直接分配RAM中的内存（请参见kmalloc）。JAVA是一个用户进程（我认为它使用mmap）。 - mcoolive

@mcoolive 实际上，我的 Linux 服务器曾多次因某些 Metaspace（即类/加载器）泄漏而崩溃。在 Linux 中，用户空间程序可以固定虚拟内存，使其始终驻留在 RAM 中。我的 16GB 类文件并未被广泛使用，并且是由非 root 用户分配的，但没有一个字节被交换出去。在压力下，操作系统的关键部分被交换出去，导致了停机。 - kubanczyk

@kubanczyk，当您说我们应该为元空间定义一个最大大小时，我完全同意您的观点。如果没有指定最大值，在出现泄漏时非常危险。而现在对整个操作系统都非常危险...但是，您的说法“[内存]并没有广泛使用，但是没有一个字节被交换出去”，让我非常惊讶。在您的情况下，可能是GC一直在运行（在标记阶段期间，GC扫描所有可达对象，因此连续GC可以将页面“固定”在RAM中...） - mcoolive

Answer 3

1. 默认情况下，MetaSpace会被垃圾回收吗？

   当类元数据的使用量达到“MaxMetaspaceSize”时，死亡类和类加载器的垃圾收集会触发。默认值为"unlimited"，因此需要适当监控以限制这种GC的延迟或频率。

2. 即使通过添加参数如-XX：+CMSClassUnloadingEnabled来进行PermGen的GC收集，那么MetaSpace比PermGen更好的是什么？

   主要目标是删除permgen，以便用户不必考虑正确调整其大小。

3. MetaSpace基于本地内存，所以它将Java对象保存在磁盘上而不是VM上吗？

   磁盘不是本地内存，而是存储设备。在此上下文中，本地内存是留给Java堆的进程的内存区域。

4. 即使MetaSpace也可能耗尽内存吗？

   是的，它受限于您机器上的内存量。

- Raj

---

哈哈，第二点让我笑了。我的一台生产服务器今天已经崩溃了两次，因为Metaspace使用了所有的RAM并将其他所有内容都推到了Swap。这让我想到如何调整Metaspace大小:D。 - kubanczyk