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为什么Java 8中取消了永久代？

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Java 8取消了永久代的原因是为了解决永久代的一些痛点和限制。永久代是Java 7及其之前版本的内存布局，用于存储类的元数据信息、字符串常量池等非堆内存数据。然而永久代存在一些问题：

  1. 大小限制：永久代的大小必须在JVM启动时指定，且不易动态调整。如果类的元数据信息等非堆内存数据太多，可能导致永久代OOM（Out Of Memory），而难以通过调整堆大小来解决。
  2. 并发访问：永久代是一块不可并发收集的内存区域，可能会导致一些原本可以并发进行的GC操作需要STW（Stop-The-World）暂停所有线程才能进行，对性能和用户体验产生不良影响。
  3. 业务限制：对于一些需要动态生成类的业务场景，永久代的大小可能无法确定，可能会导致需要人工调整JVM启动参数并重启服务，无法动态适应不同的业务需求。

为了解决这些问题，Java 8取消了永久代，采用元数据空间（Metaspace）取代了永久代。元数据空间是一块可扩展的内存区域，存储类的元数据信息等非堆内存数据。它的优点如下：

  1. 大小弹性：元数据空间可根据应用的需要动态调整大小。
  2. 并发访问：元数据空间支持并发收集，不存在永久代的STW问题。
  3. 业务支持：元数据空间可以根据业务需求自动调整大小，不需要手工调整JVM启动参数。

但是也要注意到，使用元数据空间，可能会出现内存泄漏等问题，需要进行合理的监测和管理。

以下是两条示例说明：

示例1:

在Java 7中配置永久代大小为100M，并启动了一个SpringMVC应用，内存占用巨大，服务频繁报OOM错。此时，需要重新调整JVM启动参数，修改永久代大小为200M，再重新启动服务，这样不仅需要重启，还涉及一定风险。

在Java 8中，取消了永久代的限制，如果同上述的应用程序在JVM启动时增加配置-XX:MetaspaceSize=200M即可。

示例2：

一个Java 7应用中，需要频繁动态生成类。如果生成的类过多，可能会导致永久代OOM，服务崩溃。此时，需要人工调整JVM启动参数，增加永久代的大小，并重启服务。

Java 8中，由于取消了永久代，可以采用以下方式来动态生成类：

ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "GeneratedClass", null, "java/lang/Object", null);
classWriter.visitField(Opcodes.ACC_PUBLIC | Opcodes.ACC_STATIC, "message", "Ljava/lang/String;", null, "Hello world!");
classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC | Opcodes.ACC_STATIC, "main", "([Ljava/lang/String;)V", null, null).visitCode();
MethodVisitor mv = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC | Opcodes.ACC_STATIC, "hello", "()Ljava/lang/String;", null, null);
mv.visitCode();
mv.visitLdcInsn("Hello world!");
mv.visitInsn(Opcodes.ARETURN);
mv.visitMaxs(1, 1);
mv.visitEnd();
classWriter.visitEnd();
byte[] code = classWriter.toByteArray();
Class<?> generatedClass = classLoader.defineClass("GeneratedClass", code, 0, code.length);
Method helloMethod = generatedClass.getDeclaredMethod("hello");
String result = helloMethod.invoke(null).toString();
System.out.println(result);

这就可以在运行时动态生成类，无需永久代的限制和手工调整JVM启动参数。

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