Java 中的 MetaSpace 是什么?


“MetaSpace” 通常不被用作 Java 编程语言标准库或语法的一部分,因此,它可能与特定 Java 程序或项目相关,而不是一个通用的 Java 概念。

如果没有关于特定应用程序或项目的更多上下文或信息,就无法详细描述或解释 Java 中的“MetaSpace”。但是,它可能指的是物理世界,而不是数字或虚拟世界。在这种情况下,它可能用于区分在线或虚拟交互和面对面交互。

如何在 Java 中使用 MetaSpace?

MetaSpace 是 Java 8 中引入的一个新的内存空间,用于取代以前版本中的永久代 (PermGen) 空间。MetaSpace 用于保存类元数据,并且旨在根据应用程序的需求动态调整大小。

以下是如何在 Java 中使用 MetaSpace:

  • 如果优化 Java 程序的性能对于获得成功结果至关重要,那么考虑配置 MetaSpace 的使用是一个值得采用的方法。XX:MetaSpaceSize 和 XX:MaxMetaSpaceSize JVM 选项可以帮助进行此自定义过程。

    具体来说,使用命令行参数可以让开发人员为内存管理功能分配初始或上限 - 例如,根据需求建议 256 MB 的初始容量以及高达 512 MB 的最大阈值。

    java -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m MyApp

  • 监控 MetaSpace 使用情况 - JMX(Java 管理扩展)可用于实时监控 MetaSpace 的使用情况。“java.lang:type=MemoryPool,name=Metaspace” MBean 提供以下特性来监控 MetaSpace 使用情况:

    • usage - MetaSpace 的当前使用量

    • peakUsage - MetaSpace 的峰值使用量

    • maxUsage - MetaSpace 的最大大小

示例

以下是如何在 Java 代码中使用 JMX 监控 MetaSpace 使用情况的示例:

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryPoolMXBean;

public class MetaspaceMonitor {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      MemoryPoolMXBean metaspaceBean = ManagementFactory.getMemoryPoolMXBean("java.lang:type=MemoryPool,name=Metaspace");
      while (true) {
         System.out.println("Metaspace used: " + metaspaceBean.getUsage().getUsed() / (1024 * 1024) + " MB");
         Thread.sleep(1000);
      }
   }
}
  • 调整 MetaSpace 性能 - 我们可以使用以下 JVM 参数来提高 MetaSpace 性能:

    • -XX:+UseConcMarkSweepGC:对于 MetaSpace,使用 CMS 垃圾回收器。

    • -XX:+CMSClassUnloadingEnabled:启用 CMS 垃圾回收器类卸载。

    • -XX:+UseCompressedClassPointers:使用压缩类指针可以减少 MetaSpace 的内存使用量。

      为了在 Java 中使用 MetaSpace,我们必须首先指定 MetaSpace 大小,然后使用合适的 JVM 参数监控 MetaSpace 使用情况并调整 MetaSpace 性能。

MetaSpace 的算法

  • 当加载新类时,JVM 读取类定义并提取有关类的元数据,包括其名称、父类、实现的接口、字段和方法。

  • 然后,JVM 在 MetaSpace 中为类的元数据分配内存。

  • JVM 会跟踪 MetaSpace 的大小以及每个类信息使用的内存量。

  • 如果 MetaSpace 中的元数据量超过分配的空间,JVM 将启动垃圾回收 (GC) 事件以释放空间。这被称为 MetaSpace 垃圾回收 (GC)。

  • 在 MetaSpace 垃圾回收 (GC) 事件期间,JVM 将检测所有不再使用的元数据并释放相关的内存。

  • 如果 MetaSpace 释放的内存足以处理额外的元数据,JVM 将扩展 MetaSpace。

  • 如果 MetaSpace 中的元数据质量随着时间的推移保持一致,JVM 可能会缩小 MetaSpace 以节省内存。

  • 当类不再使用或 JVM 关闭时,MetaSpace 中的元数据将立即清空。

MetaSpace 的方法

  • 获取 MetaSpace 内存使用情况 - 我们可以使用以下代码来检索 MetaSpace 内存空间的当前使用情况:

    • MemoryUsage metaspaceUsage = ManagementFactory.getMemoryMXBean().getNonHeapMemoryUsage();

    • long usedMetaspace = metaspaceUsage.getUsed();

    • long maxMetaspace = metaspaceUsage.getMax();

  • 增加 MetaSpace 内存大小 - 我们可以使用以下命令行选项来增加 MetaSpace 内存空间的最大大小:

    • -XX:MaxMetaspaceSize=

      其中是以字节为单位的 Metaspace 内存空间的最大大小。

  • 监控 MetaSpace 内存使用情况 - 我们监控 MetaSpace 的运行时使用情况:

    • MemoryPoolMXBean metaspaceBean = ManagementFactory.getMemoryPoolMXBean("Metaspace");

    • MemoryUsage usage = metaspaceBean.getUsage();

    • long usedMetaspace = usage.getUsed();

    • long maxMetaspace = usage.getMax();

    • 此代码检索 Metaspace 内存池的 MemoryPoolMXBean,并获取当前使用量和最大使用量。

  • 减少 MetaSpace 内存使用量 - 我们减少 MetaSpace 内存使用量:

    • 使用 Class.unload() 方法卸载不必要的类和接口。

    • 使用 -XX:MaxMetaspaceSize 命令行选项增加 Metaspace 内存空间的大小。

    • 调整应用程序的类加载行为,以避免加载不必要的类和接口。

示例

import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryPoolMXBean;

public class MetaspaceExample {
   public static void main(String[] args) {
      for (MemoryPoolMXBean pool : ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans()) {
         String name = pool.getName();
         if (name.contains("Metaspace")) {
            System.out.printf("%s: %d bytes\n", name, pool.getUsage().getUsed());
         }
      }
   }
}

输出

Metaspace: 696072 bytes

结论

Java 中的 MetaSpace 比 PermGen 空间有了很大的进步,为基于 JVM 的应用程序提供了更高的速度、稳定性和可扩展性。它是现代 Java 版本的重要组成部分,开发人员应该了解其使用方法以优化程序的内存使用。

更新于: 2023-07-28

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