从线程共享与否的角度来看
《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进行压缩。”
但对于 HotSpot JVM 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，方法区看作是一块独立于 Java 堆的内存空间。
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，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。
现在看来，当年使用永久代不是好的idea，因为这会导致 Java 程序更容易 OOM（超过 -XX:MaxPermSize 上限）。
到了 JDK8，永久代的概念被完全废除，改用了与 JRockit、J9 一样在本地内存中实现的元空间（Metaspace）来代替。
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。区别是：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。
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。
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。
格式：-XX:PermSize=100m -XX:MaxPermSize=100m
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 是21M，-XX:MaxMetaspaceSize的值是-1，即没有限制。
与永久代不同，如果不指定大小，默认情况下，虚拟机会耗尽所有可用的系统内存。如果元数据区发生溢出，虚拟机会抛出 OutOfMemoryError: Metaspace 异常。
对于一个64位的服务器端 JVM 来说，-XX:MetaspaceSize 的默认值是21M，这是初始的高水位线，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 MaxMetaspace 时，适当提高该值；如果释放空间过多，则适当降低该值。
要解决 OOM 异常或 heap space 异常，一般的手段是首先通过内存映像分析工具（如 Eclipse Memory Analyzer）对 dump 出来的堆转储快照进行分析，重点是确认内存中的对象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）。
如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄露对象到 GC Roots 的引用链，于是就能找到泄露对象是通过怎样的路径与 GC Roots 相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄露对象的类型信息，以及 GC Roots 引用链的信息，就可以比较准确地定位出现泄露代码的位置。
如果不存在内存泄露，即内存中的对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（-Xmx 与 -Xms），与机器物理内存对比看是否还能调大，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。
《深入理解 Java 虚拟机》书中对方法区存储内容描述如下：
它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态常量、即时编译器编译后的代码缓存等。
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信息：
域，即成员变量。
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）
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：
如下面的程序依旧可以正常运行：
public class MethodAreaTest {
public static void main(String[] args) {
Order order = null;
order.hello();
System.out.println(order.count);
}
}
class Order {
public static int count = 1;
public static final int number = 2;
public static void hello() {
System.out.println("hello!");
}
}
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。
反编译上述的 Order 类，可以得到：
一个有效的字节码文件中除了包含类的版本信息、字段、方法以及接口等描述信息外，还包含一项信息，那就是常量池表（Constant Pool Table），包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用。
常量池，可以看作是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等类型。
只有 HotSpot 才有永久代。对于 BEA JRockit、IBM J9 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（permanent generation），静态变量存放在永久代上 |
|---|---|
| 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及之后 | 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、静态变量仍存放在堆中 |
JDK6：
JDK7：
JDK8：
由于类的元数据分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间。
这项改动是很有必要的，原因有：
在某些场景下，如果动态加载类过多，容易产生 Perm 区的 OOM。而元空间和永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存的限制。
jdk7 中将 StringTable 放到了堆空间中。因为永久代的回收效率很低，在 Full GC 的时候才会触发，而 Full GC 是老年代的空间不足、永久代不足时才会触发，这就就导致 StringTable 回收效率不高。而开发中会有大量的字符串被创建，回收效率低，导致永久代不足。放在堆里，能及时回收内存。
《Java 虚拟机规范》对方法区的约束是非常宽松的，提到过可以不要求虚拟机在方法区中实现垃圾收集。事实上也确实有未实现或未能完整实现方法区类型卸载的收集器存在（如 JDK11 时期的 ZGC 收集器就不支持类卸载）。
方法区的垃圾收集主要回收两部分内容：常量池中废弃的常量和不再使用的类型。
方法区内常量池中主要存放两大类常量：字面量和符号引用。
HotSpot 虚拟机对常量池的回收策略是很明确的，只要常量池中的常量没有被任何地方引用，就可以被回收。
回收废弃常量与回收 Java 堆中的对象非常类似。
判定一个常量是否“废弃”还是相对简单的，而判定一个类型是否属于”不再被使用的类“的条件就比较苛刻了，需要同时满足下面三个条件：
Java 虚拟机被允许对满足上述三个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是”被允许“，而并不是和对象一样，没有引用了就必然会回收。
关于是否要对类型进行回收，HotSpot 虚拟机提供了 -Xnoclassgc 参数进行控制，还可以使用 -verbose:class 以及 -XX:+TraceClass-Loading、-XX:+TraceClassUnLoading 查看类加载器和卸载信息。
在大量使用反射、动态代理、CGLib 等字节码框架，动态生成 JSP 以及 OSGi 这类频繁自定义类加载器的场景中，通常都需要 Java 虚拟机具备类型卸载的能力，以保证不会对方法区造成过大的内存压力。
原文：https://www.cnblogs.com/pensieve/p/13574459.html