JVM 메모리 구조

• Java 7 Hotspot JVM 구조

<----- Java Heap ----->             <--- Native Memory --->
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
| Eden | S0 | S1 | Old | Permanent | C Heap | Thread Stack |
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
                        <--------->
                       Permanent Heap
S0: Survivor 0
S1: Survivor 1

• Java 8 Hotspot JVM 구조

<----- Java Heap -----> <--------- Native Memory --------->
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
| Eden | S0 | S1 | Old | Metaspace | C Heap | Thread Stack |
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
* Java Heap: JVM이 관리하는 영역
* Native Memory: OS에서 관리하는 영역

Hotspot JVM 기준으로 JVM 메모리 영역은 Heap 영역과 Non-heap(Native Memory) 영역으로 나눠진다.
Java 7은 Permanent Generation 영역이 존재하고, Java 8 이후 해당 영역은 삭제되고 Metaspace 영역이 추가됐다.

Permanent Generation 와 Metaspace

Permanent Generation과 Metaspace는 Java의 Classloader가 로드한 Class의 Metadata를 저장하기 위해 Hotspot JVM에서 구현한 Method 영역이다.

Permanent Generation

• Permanent Generation는 다음과 같은과 같은 정보를 저장한다.
  • Class의 Metadata (pkg path 정보라고 보면 됨, text 정보)
  • Static Object
  • 상수화된 String Object
• Permanent Generation은 JVM에 의해 크기가 강제되던 영역이다.
• 메모리 옵션
  • -XX:PermSize=N --> PermGen Default Size 설정
  • -XX:MaxPermSize=N --> PermGen Max Size 설정

Metaspace

• Metaspace는 class들의 metadata가 저장되는 공간이다.
• Metaspace는 Native Memory 영역에 위치하며, OS가 자동으로 크기를 조절한다.
  • 옵션으로 Metaspace의 크기를 줄일 수도 있다.
    • -XX:MetaspaceSize=N --> Metaspace Default Size 설정
    • -XX:MaxMetaspaceSize=N --> Metaspace Max Size 설정
• Java 8부터는 Permanent Generation 관련 JVM 옵션은 무시한다.

변경된 사항

• Class Meta-Data는 Native 메모리로 이동된 Metaspace에 저장하고 Static Object와 상수화된 String Object는 Heap 영역으로 보내져서 GC의 대상이 되도록 했다.

	Java 7	Java 8
Class 메타 데이터	저장	저장
Method 메타 데이터	저장	저장
Static Object 변수, 상수	저장	Heap 영역으로 이동
메모리 튜닝	Heap, Perm 영역 튜닝	Heap 튜닝, Native 영역은 OS가 동적 조정
메모리 옵션	-XX:PermSize -XX:MaxPermSize	-XX:MetaspaceSize -XX:MaxMetaspaceSize

결론

• 메모리 영역에 대한 자유를 최대한 보장해주기 위해 Permanent Generation은 JDK 8부터 MetaSpace라는 이름으로 변경되고 Native Memory 영역으로 변경됨.
• static object와 상수화된 string object는 heap 영역에서 관리하여 GC의 대상이 됨.
• 이전에 PermGen 영역으로 인한 OOME가 줄어듦.