Java 8이 나오면서 JVM의 메모리 영역 중에 Permanent Generation 영역이 사라지고 Metaspace 영역이 생겼다.
JVM에서의 PermGen(Java 7 이전), Metaspace(Java 8 이후)
PermGen과 Metaspace는 JVM Runtime Access Memory 중 Method Area에 해당하는 부분이다. (JVM 벤터마다 다양하게 구현할 수 있지만, 오라클 HotSpot JVM 기준으로 했을 때)
필드와 메서드 정보, Runtime Constant Pool, Static 변수, 메서드의 바이트코드 등을 관리한다.
인스턴스 생성에 필요한 정보들을 관리하기 때문에 모든 스레드들이 공유하고 JVM이 시작될 때 생성된다.
Permanent Generation
별도의 Permanent Generation Heap을 통해 관리되던 영역으로, JVM에서 크기를 설정해주어 관리해야 했다.
- Non-Heap Memory이고, (Heap 영역이 아닌) PermGen 영역에 해당한다.
아래와 같은 정보들이 저장되고 있었다.
- Class의 메타데이터 (바이트코드 포함)
- Method의 메타데이터
- static 객체, static 상수
- 상수화 된 String Object
- Class와 관련된 배열 객체 메타데이터
- JVM 내부적인 객체들과 JIT의 최적화 정보
Default로 제한된 크기를 가지고있는데 리사이징이 되지 않아 메타데이터들이 쌓이다보면 OOME(Out of Memory Error)를 일으킨다.
이를 해결하기 위해 Java 8부터 PermGen 영역이 사라지고 자바가 메모리 할당에 관여하지 않는 Native 메모리에 Metaspace가 생겼다.
- Java 8부터는 PermGen 관련 JVM 설정은 무시한다.
Metaspace
이름에서 나타내는 것처럼 Metadata가 저장되며, Native 메모리 영역에 위치해서 OS에 의해 메모리를 동적으로 할당받는 영역이다.
메모리를 필요한 만큼 늘릴 수 있어서 개발자들의 메모리 영역에 대한 제한을 최대한 보장할 수 있게되었다.
PermGen은 고정된 크기로 설정되어있어 Full GC 작업이 많이 일어났지만 Metaspace는 필요에 따라 사이즈가 변동되기 때문에 효율적으로 GC작업을 할 수 있다고 한다.
- Full GC 작업은 Stop-the-world 과정으로 애플리케이션이 잠시 중단될 수 있어서 최소화할 수록 좋다.
| JVM | Defaut maximum PermGen size(MB) | Default maximum Metaspace size |
|---|---|---|
| 32-bit client JVM | 64 | unlimited |
| 32-bit server JVM | 64 | unlimited |
| 64-bit JVM | 82 | unlimited |
PermGen 영역에 있던 데이터들은 아래와 같이 변경되었다.
- Class의 메타데이터 (바이트코드 포함) → MetaSpace로 이동
- Method의 메타데이터 → MetaSpace로 이동
- static 객체, static 변수 (class variable) → Heap으로 이동
- 상수화된 String Object → Heap으로 이동
- Class와 관련된 배열 객체 메타데이터 → Metaspace로 이동
- JVM 내부적인 객체들과 JIT의 최적화 정보 → Metaspace로 이동
위와 같이 변경되면서 기존 PermGen 영역에 있던 static object들이 Heap 영역으로 옮겨지면서 GC의 대상이 될 수 있게 되었다.
할당과 해제
할당은 클래스가 필요 시점에 로딩될 때 Class Loader에 의해 Metaspace에 클래스 정보가 저장된다.
해제는 Cloass Loader가 unload될 때만 일어난다.
어떤 live instance도 없고 어떤 참조도 없는 상태에서 GC가 일어난 이후에야 해제되는 것이다.
결론
Heap 영역은 JVM이 관리하고 Native 영역은 OS에서 관리해 자동으로 크기를 조절하고, Metaspace가 Native 메모리를 사용함으로써 개발자는 메모리에서의 영역확보의 상한을 크게 인식할 필요가 없게 되었다.