一、方法区的理解
方法区（Method Area） 与Java堆一样， 是各个线程共享的内存区域， 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数据。
《Java虚拟机规范》中明确说明：“尽管所有的方法区在逻辑上是属于堆的一部分，但些简单的实现可能不会 选择去进行垃圾收集或者进行压缩”。对HotSpot而言，方法区还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），的就是 要和堆分开。
元空间、永久代是方法区具体的落地实现。方法区看作是一块独立于Java堆的内存空间，它主要是用来存储所加载 的类信息的
创建对象各数据区域的声明：
方法区的特点:
- 方法区与堆一样是各个线程共享的内存区域
- 方法区在JVM启动的时候就会被创建并且它实例的物理内存空间和Java堆一样都可以不连续
- 方法区的大小跟堆空间一样 可以选择固定大小或者动态变化
- 方法区的对象决定了系统可以保存多少个类,如果系统定义了太多的类 导致方法区溢出虚拟机同样会跑出 (OOM)异常(Java7之前是 PermGen Space (永久带) Java 8之后 是MetaSpace(元空间) )
- 关闭JVM就会释放这个区域的内存
二、方法区结构
方法区的内部结构：
类加载器将Class文件加载到内存之后，将类的信息存储到方法区中。
方法区中存储的内容：
- 类型信息（域信息、方法信息）
- 运行时常量池
类型信息
对每个加载的类型（类Class、接口 interface、枚举enum、注解 annotation），JVM必须在方法区中存储以下类型信 息：
① 这个类型的完整有效名称（全名 = 包名.类名）
② 这个类型直接父类的完整有效名（对于 interface或是java.lang. Object，都没有父类）
③ 这个类型的修饰符（ public, abstract，final的某个子集）
④ 这个类型直接接口的一个有序列表
域信息
域信息，即为类的属性，成员变量
JVM必须在方法区中保存类所有的成员变量相关信息及声明顺序。
域的相关信息包括：域名称、域类型、域修饰符（pυblic、private、protected、static、final、volatile、transient的 某个子集）
三、方法区设置
方法区的大小不必是固定的，JVM可以根据应用的需要动态调整。
jdk7及以前：
- 通过-xx:Permsize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M
- -XX:MaxPermsize来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M，64位机器模式是82M
- 当JVM加载的类信息容量超过了这个值，会报异常OutofMemoryError:PermGen space。
查看JDK PermSpace区域默认大小：
- jps #是java提供的一个显示当前所有java进程
- pid的命令 jinfo -flag PermSize 进程号 #查看进程的PermSize初始化空间大小
- jinfo -flag MaxPermSize 进程号 #查看PermSize最大空间
JDK8以后：
元数据区大小可以使用参数 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize指定
默认值依赖于平台。windows下，-XX:MetaspaceSize是21M，-XX:MaxMetaspaceSize的值是-1，即没有限制。
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。如果元数据区发生溢出，虚拟 机一样会抛出异常
OutOfMemoryError:Metaspace
-XX:MetaspaceSize：设置初始的元空间大小。对于一个64位的服务器端JVM来说，其默认的-xx:MetaspaceSize值为 21MB。这就是初始的高水位线，一旦触及这个水位线，FullGC将会被触发并卸载没用的类（即这些类对应的类加载 器不再存活）然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不 足，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。如果释放空间过多，则适当降低该值。
如果初始化的高水位线设置过低，上述高水位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到FullGC 多次调用。为了避免频繁地GC，建议将-XX:MetaspaceSize设置为一个相对较高的值。
- jps #查看进程号
- jinfo -flag MetaspaceSize 进程号 #查看Metaspace 最大分配内存空间
- jinfo -flag MaxMetaspaceSize 进程号 #查看Metaspace最大空间
四、运行时常量池
常量池vs运行时常量池：
字节码文件中，内部包含了常量池
方法区中，内部包含了运行时常量池
常量池：存放编译期间生成的各种字面量与符号引用
运行时常量池：常量池表在运行时的表现形式
编译后的字节码文件中包含了类型信息、域信息、方法信息等。通过ClassLoader将字节码文件的常量池中的信息加 载到内存中，存储在了方法区的运行时常量池中。
理解为字节码中的常量池 Constant pool 只是文件信息，它想要执行就必须加载到内存中。而Java程序是靠 JVM，更具体的来说是JVM的执行引擎来解释执行的。执行引擎在运行时常量池中取数据，被加载的字节码常量池 中的信息是放到了方法区的运行时常量池中。
它们不是一个概念，存放的位置是不同的。一个在字节码文件中，一个在方法区中。
五、直接内存
直接内存（Direct Memory） 并不是虚拟机运行时数据区的一部分。
在JDK 1.4中新加入了NIO（New Input/Output） 类， 引入了一种基于通道（Channel） 与缓冲区 （Buer） 的I/O方 式， 它可以使用Native函数库直接分配堆外内存， 然后通过一个存储在Java堆里面的 DirectByteBuer对象作为这块 内存的引用进行操作。 这样能在一些场景中显著提高性能， 因为避免了 在Java堆和Native堆中来回复制数据。
通过使用堆外内存，可以带来以下好处：
1. 改善堆过大时垃圾回收效率，减少停顿。Full GC时会扫描堆内存，回收效率和堆大小成正比。Native的内 存，由OS负责管理和回收。
2. 减少内存在Native堆和JVM堆拷贝过程，避免拷贝损耗，降低内存使用。
3. 可突破JVM内存大小限制。
