為什麼用元空間替代永久代？

永久代和元空間都是 HotSpot 虛擬機器器中的概念，HotSpot 虛擬機器器是 Sun JDK 和 Open JDK 中自帶的虛擬機器器，也是目前使用範圍最廣泛的 Java 虛擬機器器，當我們提到虛擬機器器時，大概率指的就是 HotSpot 虛擬機器器。

但從《Java 虛擬機器器規範》的層面來說，並沒有所謂的「永久代」和「元空間」等區域，詳見官方檔案：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se17/html/jvms-2.html。《Java 虛擬機器器規範》只是規定了一個區域叫「方法區（Method Area）」，而 「永久代」和「元空間」是 HotSpot 虛擬機器器在不同的 JDK 版本下，對方法區的具體實現而已。這就好像，世界羽協規定羽毛球比賽必須要使用羽毛球拍（方法區），而中國羽毛球運動員，第一年使用的是紅雙喜牌的羽毛球拍（永久代），第二年使用的是李寧牌羽毛球拍（元空間）一樣。

那麼問題來了，永久代為什麼被元空間給替代了？

1.官方答案

關於這個問題，官方在 JEP 122: Remove the Permanent Generation（移除永久代）中給出了答案，原文內容如下：

Motivation（動機）
This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation.

以上內容翻譯成中文大意是：

這是 JRockit 虛擬機器器和 HotSpot 虛擬機器器融合工作的一部分。JRockit 客戶不需要設定永久層代（因為 JRockit 沒有永久代），所以要移除永久代。

JRockit 是 Java 官方收購的一家號稱史上執行最快的 Java 虛擬機器器廠商，之後 Java 官方在 JDK 8 時將 JRockit 虛擬機器器和 HotSpot 虛擬機器器進行了整合。

PS：JEP 是 JDK Enhancement Proposal 的縮寫，翻譯成中文是 JDK 改進提案。你也可以把它理解為 JDK 的更新檔案。

通過官方的描述，我們似乎找到了答案，也就是說，之所以要取消「永久代」是因為 Java 官方收購了 JRockit，之後在將 JRockit 和 HotSpot 進行整合時，因為 JRockit 中沒有「永久代」，所以把永久代給移除了。

PS：上面的那段描述好像說的已經很清楚了，但又好像什麼也沒說。這就好比，我問你「為什麼要買車？」，你說「別人都買車了，所以我要買車」，但為什麼別人要買車？

2.背後的原因

上述給出了移除永久代的回答，但卻沒有給出背後的原因，那接下來我們就來討論一下，為什麼要移除永久代？以及為什麼要有元空間？

2.1 降低 OOM

當使用永久代實現方法區時，永久代的最大容量受制於 PermSize 和 MaxPermSize 引數設定的大小，而這兩個引數的大小又很難確定，因為在程式執行時需要載入多少類是很難估算的，如果這兩個引數設定的過小就會頻繁的觸發 FullGC 和導致 OOM（Out of Memory，記憶體溢位）。

但是，當使用元空間替代了永久代之後，出現 OOM 的機率就被大大降低了，因為元空間使用的是本地記憶體，這樣元空間的大小就只和本地記憶體的大小有關了，從而大大降低了 OOM 的問題。

2.2 降低運維成本

因為元空間使用的是本地記憶體，這樣就無需運維人員再去專門設定和調整元空間的大小了。

3.方法區發展史

在 HotSpot 虛擬機器器中，方法區的實現經歷了以下 3 個階段：

JDK 1.6 及之前：方法區使用永久代實現，靜態變數存放在永久代；
JDK 1.7 ：「去永久代」的前置版本，還存在永久代，不過已經將字串常數池和靜態變數從永久代移到了堆上；
JDK 1.8 及以後：無永久代，使用元空間（存放在本地記憶體中）實現方法區，常數儲存在元空間，但字串常數池和靜態變數依然儲存在堆中。

總結

永久代和元空間都是 HotSpot 虛擬機器器對《Java 虛擬機器器規範》中方法區的實現，在 JDK 1.8 之前 HotSpot 是使用永久代來實現方法區的，但這樣會導致 JVM 調優比較困難，且容易發生 OOM 的問題，而 JDK 1.8 及之後，使用的是元空間存放在本地記憶體中的方式來替代永久代的，這樣就降低了 OOM 發生的可能性，也是 JRockit 和 HotSpot 融合之後的改動之一。

參考 & 鳴謝

openjdk.org/jeps/122

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