1、方法区在哪里
《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，但一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。”但对于HotSpotJVM而言，方法区还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。
所以，方法区是一块独立于Java堆的内存空间。
2、方法区的基本理解
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。
方法区在JVM启动的时候被创建，并且它的实际的物理内存空间中和Java堆区一样都可以是不连续的。
方法区的大小，跟堆空间一样，可以选择固定大小或者可扩展。
方法区的大小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，虚拟机同样会抛出内存溢出错误：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space （jdk1.7及以前）或者java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace (jdk1.8及以后)
加载大量的第三方的jar包；Tomcat部署的工程过多（30~50个）；大量动态的生成反射类
关闭JVM就会释放这个区域的内存。
3、HotSpot中方法区的演进
在jdk7及以前，习惯上把方法区，称为永久代。jdk8开始，使用元空间取代了永久代。
本质上，方法区和永久代并不等价。仅是对hotspot而言的。《Java虚拟机规范》对如何实现方法区，不做统一要求。例如：BEA JRockit / IBM J9 中不存在永久代的概念。
现在来看，当年使用永久代，不是好的idea。导致Java程序更容易OOM（超过-XX:MaxPermsize上限）
咱们以图例看看JDK7\JDK8中方法区所处的位置，做到心中有图。
元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代最大的区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存（服务器内存）。
永久代、元空间二者并不只是名字变了，内部结构也调整了
根据《Java虚拟机规范》的规定，如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OOM异常
4、设置方法区内存的大小
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
通过来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M-XX:PermSize
通过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-XX:MaxPermSize
当JVM加载的类信息容量超过了这个值，会报异常OutOfMemoryError:PermGen space。
liuchao at liuchaodeMBP-2 in ~
# 查看进程ID
$ jps
17766
17847 RemoteMavenServer36
55006 Launcher
55007 Test
55087 Jps
liuchao at liuchaodeMBP-2 in ~
# 查看默认 PermSize 大小 21757952 / 1024 / 1024 = 20.75
$ jinfo -flag PermSize 55007
-XX:PermSize=21757952
liuchao at liuchaodeMBP-2 in ~
# 查看默认 MaxPermSize 代下 85983232 / 1024 / 1024 = 82
$ jinfo -flag MaxPermSize 55007
-XX:MaxPermSize=85983232JDK8及以后
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=21M -XX:MaxMetaspaceSize=-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，Full GC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Full GC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。
举例说明方法区OOM
import jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassWriter;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.Opcodes;
/**
* @author liuchao
* @date 2023/2/27
*/
public class OOMTest extends ClassLoader {
public static void main(String[] args) {
int j = 0;
try {
OOMTest test = new OOMTest();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
//创建Classwriter对象，用于生成类的二进制字节码
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
//指明版本号，public，类名，包名，父类，接口
classWriter.visit(Opcodes.V1_6, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
//返回byte[]
byte[] code = classWriter.toByteArray();
//类的加载
test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length); //CLass对象
j++;
}
} finally {
System.out.println(j);
}
}
}5、方法区、堆、栈的关系
6、方法区内部结构
6.1、方法区存储了什么
《深入理解Java虚拟机》书中对方法区（Method Area）存储内容描述如下：
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。
6.2、方法区内部存储结构详解
6.2.1、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：
这个类型的完整有效名称（全名=包名.类名）
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）
这个类型的修饰符（public，abstract，final的某个子集）
这个类型直接接口的一个有序列表
6.2.2、域（Field）信息
JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序。
域的相关信息包括：域名称、域类型、域修饰符（public，private，protected，static，final，volatile，transient的某个子集）
6.2.3、方法（Method）信息
JVM必须保存所有方法的以下信息，同域信息一样包括声明顺序：
方法名称
方法的返回类型（或void）
方法参数的数量和类型（按顺序）
方法的修饰符（public，private，protected，static，final，synchronized，native，abstract的一个子集）
方法的字节码（bytecodes）、操作数栈、局部变量表及大小（abstract和native方法除外）
异常表（abstract和native方法除外）
每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引
6.2.4、non-final的类变量（没有加final的类变量 public static int count = 1）
静态变量和类关联在一起，随着类的加载而加载，他们成为类数据在逻辑上的一部分
类变量被类的所有实例共享，即使没有类实例时，你也可以访问它
以下例子如果不了解方法区，大家的第一反应是不是就报空指针了呢？
/**
* @author liuchao
* @date 2023/2/27
*/
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
// 没有初始化
Order order = null;
order.hello();
System.out.println(order.count);
}
}
class Order {
public static int count = 1;
public static void hello() {
System.out.println("hello!");
}
}实际结果确实执行了
补充说明：全局常量（static final）
被声明为final的类变量的处理方法则不同，每个全局常量在编译的时候就会被分配了。
7、方法区内部结构存储演进
首先明确：只有Hotspot才有永久代。BEA JRockit、IBMJ9等来说，是不存在永久代的概念的。原则上如何实现方法区属于虚拟机实现细节，不受《Java虚拟机规范》管束，并不要求统一
Hotspot中方法区的变化：
JDK1.6及之前 | 有永久代（permanet），静态变量存储在永久代上 |
JDK1.7 | 有永久代，但已经逐步 “去永久代”，字符串常量池，静态变量移除，保存在堆中 |
JDK1.8 | 无永久代，类型信息，字段，方法，常量保存在本地内存的元空间，但字符串常量池、静态变量仍然在堆中。 |
