OutOfMemoryError系列（4）: Metaspace

傷城~ 2021-09-15 00:30 276阅读 0赞

JVM限制了Java程序的最大内存, 修改/指定启动参数可以改变这种限制。Java将堆内存划分为多个部分, 如下图所示:

![20180314114948566][]

【Java8及以上】这些内存池的最大值, 由 `-Xmx` 和 `-XX:MaxMetaspaceSize` 等JVM启动参数指定. 如果没有明确指定, 则根据平台类型(OS版本+JVM版本)和物理内存的大小来确定。

java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 错误所表达的信息是: 元数据区(Metaspace) 已被用满

## 原因分析 ##

如果你是Java老司机, 应该对 PermGen 比较熟悉. 但从Java 8开始,内存结构发生重大改变, 不再使用Permgen, 而是引入一个新的空间: Metaspace. 这种改变基于多方面的考虑, 部分原因列举如下:

*  Permgen空间的具体多大很难预测。指定小了会造成 [java.lang.OutOfMemoryError: Permgen size][java.lang.OutOfMemoryError_ Permgen size]错误, 设置多了又造成浪费。
 *  为了 [GC 性能][GC] 的提升, 使得垃圾收集过程中的并发阶段不再 [停顿][Link 1], 另外对 metadata 进行特定的遍历(specific iterators)。
 *  对 [G1垃圾收集器][G1] 的并发 class unloading 进行深度优化。

在Java8中,将之前 PermGen 中的所有内容, 都移到了 Metaspace 空间。例如: class 名称, 字段, 方法, 字节码, 常量池, JIT优化代码, 等等。

Metaspace 的使用量与JVM加载到内存中的 class 数量/大小有关。可以说, java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 错误的主要原因, 是加载到内存中的 class 数量太多或者体积太大。

## 示例 ##

和 [上一章的PermGen][java.lang.OutOfMemoryError_ Permgen size] 类似, Metaspace 空间的使用量, 与JVM加载的 class 数量有很大关系。下面是一个简单的示例:

public class Metaspace {
      static javassist.ClassPool cp = javassist.ClassPool.getDefault();
    
      public static void main(String[] args) throws Exception{
        for (int i = 0; ; i++) { 
          Class c = cp.makeClass("eu.plumbr.demo.Generated" + i).toClass();
        }
      }
    }

可以看到, 使用 [javassist][] 工具库生成 class 那是非常简单。在 for 循环中, 动态生成很多class, 最终将这些class加载到 Metaspace 中。

执行这段代码, 随着生成的class越来越多, 最后将会占满 Metaspace 空间, 抛出 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace. 在Mac OS X上, Java 1.8.0\_05 环境下, 如果设置了启动参数 \-XX:MaxMetaspaceSize=64m, 大约加载 70000 个class后JVM就会挂掉。

## 解决方案 ##

如果抛出与 Metaspace 有关的 OutOfMemoryError , 第一解决方案是增加 Metaspace 的大小. 使用下面这样的启动参数:

-XX:MaxMetaspaceSize=512m

这里将 Metaspace 的最大值设置为 512MB, 如果没有用完, 就不会抛出 OutOfMemoryError。

有一种看起来很简单的方案, 是直接去掉 Metaspace 的大小限制。 但需要注意, 不限制Metaspace内存的大小, 假若物理内存不足, 有可能会引起内存交换(swapping), 严重拖累系统性能。 此外,还可能造成native内存分配失败等问题。

在现代应用集群中,宁可让应用节点挂掉, 也不希望其响应缓慢。

如果不想收到报警, 可以像鸵鸟一样, 把 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 错误信息隐藏起来。 但这不能真正解决问题, 只会推迟问题爆发的时间。 如果确实存在内存泄露, 请参考前面的文章, 认真寻找解决方案。

原文链接: [https://plumbr.eu/outofmemoryerror/permgen-space][https_plumbr.eu_outofmemoryerror_permgen-space]

[20180314114948566]: /images/20210511/9a1208386a9a4cf98cb633a8a2b426f3.png
[java.lang.OutOfMemoryError_ Permgen size]: http://blog.csdn.net/renfufei/article/details/77994177
[GC]: http://blog.csdn.net/renfufei/article/details/61924893
[Link 1]: http://blog.csdn.net/renfufei/article/details/54885190
[G1]: http://blog.csdn.net/renfufei/article/details/54885190#t9
[javassist]: http://www.csg.ci.i.u-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/
[https_plumbr.eu_outofmemoryerror_permgen-space]: https://plumbr.eu/outofmemoryerror/permgen-space