方法区用于存储类相关信息。它是 JVM 规范中的概念，HotSpot 在不同 JDK 版本中有不同实现：JDK 8 之前主要是永久代，JDK 8 之后使用元空间。

1. 方法区存什么

方法区主要存储：

• 类的元数据。
• 字段信息。
• 方法信息。
• 常量信息。
• 静态变量相关数据。
• 运行时常量池。

它服务于类加载和方法执行。

2. 永久代

在 JDK 8 之前，HotSpot 使用永久代实现方法区。

永久代使用 JVM 堆内或受 JVM 管理的一块内存，大小通常通过参数控制：

-XX:PermSize
-XX:MaxPermSize

永久代常见问题：

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

常见于大量类加载、动态代理、热部署和应用服务器类加载器泄漏。

3. 元空间

JDK 8 移除了永久代，改用元空间实现方法区。

元空间使用本地内存，常见参数：

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

如果不限制最大值，元空间可能受可用本地内存限制。

元空间不足可能出现：

java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

4. 为什么移除永久代

永久代大小较难估计，容易因为类元数据增长导致 OOM。元空间使用本地内存，可以更灵活地管理类元数据。

但这不代表元空间不会 OOM。大量动态生成类、类加载器泄漏仍然会耗尽元空间。

5. 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

例如：

• 字符串字面量。
• 类和方法符号引用。
• 字段符号引用。

类加载后，Class 文件常量池会进入运行时常量池。

6. 字符串常量池

字符串常量池和运行时常量池相关，但在 HotSpot 中其具体位置随版本变化。

JDK 7 之后，字符串常量池移到了堆中。

String a = "hello";
String b = "hello";
System.out.println(a == b); // true

字面量字符串会复用常量池中的对象。

7. 元空间问题排查

排查方向：

• 是否大量动态生成类。
• 是否频繁创建新的类加载器。
• 是否存在热部署未释放。
• 是否大量使用 CGLIB、ByteBuddy、Javassist。
• 是否有脚本引擎或规则引擎动态编译。

可以结合类加载日志、jcmd VM.classloader_stats、堆转储分析。

8. 阶段小结

方法区是规范概念，永久代和元空间是 HotSpot 的实现。JDK 8 后，元空间取代永久代，但类元数据依然需要内存。类加载器泄漏和动态生成类仍然可能导致元空间 OOM。

9. 类元数据进入元空间的流程

ClassLoader 读取 class 字节流
        │
        ▼
验证、准备、解析
        │
        ▼
在元空间保存类元数据
        │
        ├─ 类名、父类、接口
        ├─ 字段表
        ├─ 方法表
        ├─ 常量池运行时结构
        └─ 注解、泛型签名等属性
        │
        ▼
堆中生成 java.lang.Class 对象

注意：Class 对象在堆中，类元数据主要在元空间中。二者有关联，但不是同一个东西。

10. 元空间增长的常见来源

来源	说明
应用启动加载大量类	正常增长
Spring/CGLIB 动态代理	生成代理类
MyBatis、Hibernate 等框架	可能生成辅助类或代理类
Groovy、Janino、规则引擎	动态编译类
热部署	新类加载器加载新版本类
插件系统	每个插件可能有独立类加载器

正常应用启动后，类加载数量应该趋于稳定。如果运行期间类数量持续增长，就要怀疑动态生成类或类加载器泄漏。

11. 类加载器泄漏图解

GC Roots
  │
  ▼
某个静态变量 / 线程 / ThreadLocal / 注册表
  │
  ▼
旧 WebAppClassLoader
  │
  ▼
它加载的所有 Class
  │
  ▼
元空间中的类元数据无法释放

热部署场景中，如果旧类加载器没有释放，旧版本应用的类元数据会一直留在元空间。

12. Tips 快问快答

Q：元空间在堆里吗？

A：HotSpot JDK 8+ 中元空间使用本地内存，不在 Java 堆里。

Q：MaxMetaspaceSize 不设置可以吗？

A：可以，但生产环境建议结合容器总内存设置上限，避免元空间无限增长导致进程内存压力。

Q：字符串常量池在元空间吗？

A：HotSpot JDK 7 之后字符串常量池主要在堆中，Class 文件常量池运行时结构和方法区相关。

Q：元空间 OOM 怎么排查？

A：看类加载数量、类加载器数量、动态代理/脚本生成、热部署和 jcmd VM.classloader_stats。