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关于元空间是否会触发GC

写在文章开头

你好,我叫sharkchili,目前还是在一线奋斗的Java开发,经历过很多有意思的项目,也写过很多有意思的文章,是CSDN Java领域的博客专家,也是Java Guide的维护者之一,非常欢迎你关注我的公众号:「写代码的SharkChili」,这里面会有笔者精心挑选的并发、JVM、MySQL数据库专栏,也有笔者日常分享的硬核技术小文。

之前写过一篇是「关于JVM方法区」的文章时,引发读者的探讨,有读者认为元空间实际上是可能触发垃圾回收,遂笔者就以这篇文章来探讨一下这个问题。

深入理解Java虚拟机的说法

笔者查阅权威 「《深入理解Java虚拟机》」 中看到,「《Java虚拟机规范》」 对于方法区的实现即元空间或者永久代垃圾回收行为没有强制要求。 原因很简单,方法区进行垃圾收集的回收的收益不是很大,它并不像堆内存的新生代那样,在一次新生代的垃圾回收就能回收 「70%-90%」 的内存空间。这也使得大部分人(包括笔者)认为方法区不涉及GC的,实际上对于 「jdk8」 版本的「Hotspot」虚拟机而言,「JVM」 中某一个类符合以下这3个条件时将会卸载类并回收这个类的元数据空间:

  1. 在堆中没有任何基于当前类或者基于该类派生子类的实例。
  2. 该类的「java.lang.Class」对象没有在任何地方被引用,以及无法通过反射等方式访问该类的方法。
  3. 加载该类的类加载器被回收,这个条件除非是精心设计过的可替换类加载器的场景,否者很难实现。所以元空间回收会因扫描堆内存伴随GC。

注意事项

可以看到最后一点比较苛刻,所以就导致如果我们使用「Spring」等框架通过增强技术生成大量的新类型载入元空间内存,导致元空间内存溢出 「(Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace)」 ,就像下面这段代码一样,为了更快看到效果,我们手动设置一下元空间大小-XX:MetaspaceSize=100m -XX:MaxMetaspaceSize=100m
:

public static void main(String[] args) {
       while (true){
           Enhancer enhancer = new Enhancer();
           //设置代理目标
           enhancer.setSuperclass(EmptyObject.class);

           enhancer.setUseCache(false);

           //设置单一回调对象,在调用中拦截对目标方法的调用
           enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (o, method, objects, methodProxy) -> methodProxy.invokeSuper(objects, args));

           enhancer.create();
       }

    }

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我们通过「jconsole」定位查看当前进程的类加载信息:

可以看到大量「EmptyObject」的增强类被加载至元空间中:

键入命令「jmap」 定位加载的类信息再次进行确认:

jmap -histo 4532

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可以看到生成了大量的「net.sf.cglib.proxy」相关的类


 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:       3824742      600680704  [C
   2:       1932145      170028760  java.lang.reflect.Method
   3:       3806008       91344192  java.lang.String
   4:       1779516       37754664  [Ljava.lang.Class;
   5:         26568       15064520  [I
   6:        618402       14841648  net.sf.cglib.core.Signature
   7:         79344       12595728  java.lang.Class
   8:        154765       12381200  java.lang.reflect.Constructor
   9:        308844        9883008  net.sf.cglib.proxy.MethodProxy
  10:        308844        9883008  net.sf.cglib.proxy.MethodProxy$CreateInfo

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我们以「MethodProxy」进行定位可以看到这个类是在「create」方法创建的,这也就意味着上述代码的最后一个「create」方法会创建大量的「MethodProxy」并存到元空间中导致元空间内存溢出:

public static MethodProxy create(Class c1, Class c2, String desc, String name1, String name2) {
        MethodProxy proxy = new MethodProxy();
        proxy.sig1 = new Signature(name1, desc);
        proxy.sig2 = new Signature(name2, desc);
        proxy.createInfo = new CreateInfo(c1, c2);
        return proxy;
    }

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所以尽管说「jdk8」将类信息存到原空间中,但我们日常进行开发也需要留意对于「cglib」等增强技术的使用是否得当,如果发现大量的增强类出现在元空间时,需要及时定位并解决。

小结

我是「sharkchili」「CSDN Java 领域博客专家」「开源项目—JavaGuide contributor」,我想写一些有意思的东西,希望对你有帮助,如果你想实时收到我写的硬核的文章也欢迎你关注我的公众号:「写代码的SharkChili」,同时我的公众号也有我精心整理的「并发编程」「JVM」「MySQL数据库」个人专栏导航。

参考

《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第3版) 》


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