Java 内存分区之什么是 CCS区 Compressed Class Space 类压缩空间

https://blog.csdn.net/qq_27093465/article/details/106760961

 

Java 内存分区之什么是 CCS区 Compressed Class Space 类压缩空间  

了解到什么是ccs区，一般都是实际执行了jstat -gc 之后，看Java堆的gc相关的几个分区的gc信息，前面的s0，s1，e区，o区，还好猜，研究过分区的，不难猜出来这个分区是啥意思，M区虽然不知道是Metaspace元空间，但是错把这个M区当成Method area 方法区，也说的过去。这个ccsc就不好说了。之前的看的文章都没人说这个区是啥。

 

Java之jstat的用法：Java虚拟机 统计信息查看 工具

不了解这几个简写单词是啥意思的，可以参考一下之前的这个jstat的文章，里面对每一列的title的简写都做了解释。

什么是 Compressed Class Space
在 64 位平台上，HotSpot 使用了两个压缩优化技术，Compressed Object Pointers (“CompressedOops”) 和 Compressed Class Pointers。
压缩指针，指的是在 64 位的机器上，使用 32 位的指针来访问数据（堆中的对象或 Metaspace 中的元数据）的一种方式。
这样有很多的好处，比如 32 位的指针占用更小的内存，可以更好地使用缓存，在有些平台，还可以使用到更多的寄存器。
当然，在 64 位的机器中，最终还是需要一个 64 位的地址来访问数据的，所以这个 32 位的值是相对于一个基准地址的值。

下面将描述 Compressed Class Pointers：

每个 Java 对象，在它的头部，有一个引用指向 Metaspace 中的 Klass 结构。

 

 

 

当使用了 compressed class pointers，这个引用是 32 位的值，为了找到真正的 64 位地址，需要加上一个 base 值：

 

 

 

上面的内容应该很好理解，这项技术对 Klass 的分配带来的问题是：由于 32 位地址只能访问到 4G 的空间，所以最大只允许 4G 的 Klass 地址。这项限制也意味着，JVM 需要向 Metaspace 分配一个连续的地址空间。

当从系统申请内存时，通过调用系统接口 malloc(3) 或 mmap(3)，操作系统可能返回任意一个地址值，所以在 64位系统中，它并不能保证在 4G 的范围内。

所以，我们只能用一个 mmap() 来申请一个区域单独用来存放 Klass 对象。我们需要提前知道这个区域的大小，而且不能超过 4G。显然，这种方式是不能扩展的，因为这个地址后面的内存可能是被占用的。

只有 Klass 结构有这个限制，对于其他的 class metadata 没有这个必要: 因为只有 Klass 实例是通过 Java 对象 header 中的压缩指针访问的。其他的 metadata 都是通过 64 位的地址进行访问的，所以它们可以被放到任意的地址上。

所以，我们决定将 Metaspace 分为两个区域：non-class part 和 class part。

class part：存放 Klass 对象，需要一个连续的不超过 4G 的内存
non-class part：包含其他的所有 metadata
class part 被称作 Compressed Class Space，这个名字会有点怪，因为 Klass 本身其实没有使用压缩技术，而是引用它们的指针被压缩了。

compressed class space 空间的大小，是通过 -XX:CompressedClassSpaceSize 指定的。

我们需要提前知道自己需要多少内存，它的默认值是 1G。当然这个 1G 并不是真的使用了操作系统的 1G，而是虚拟地址映射。

开关: UseCompressedClassPointers, UseCompressedOops
-XX:+UseCompressedOops 允许对象指针压缩。

-XX:+UseCompressedClassPointers 允许类指针压缩。

它们默认都是开启的，可以手动关闭它们。

如果不允许类指针压缩，那么将没有 compressed class space 这个空间，并且-XX:CompressedClassSpaceSize 这个参数无效。

-XX:-UseCompressedClassPointers 需要搭配 -XX:+UseCompressedOops，但是反过来不是: 我们可以只压缩对象指针，不压缩类指针。

这里面为什么这么规定我也不懂，但是从直觉上来说，压缩对象指针显然是比较重要的，能获得较大的收益。也许就是基于这种考量吧：你连对象指针都不压缩，类指针压缩不压缩又有什么关系呢？

注意，对象指针压缩要求堆小于 32G，所以如果堆大于等于 32G，那么对象指针压缩和类指针压缩都会被关闭。

再多的消化不了拉。

参考：

深入理解堆外内存 Metaspace 

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链接：https://www.zhihu.com/question/268392125/answer/1271619241 

JVM 有个功能是 CompressedOops ，目的是为了在 64bit 机器上使用 32bit 的原始对象指针（oop，ordinary object pointer，这里直接就当成指针概念理解就可以了，

不用关心啥是 ordinary）来节约成本（减少内存/带宽使用），提高性能（提高 Cache 命中率）。使用了这个压缩功能，每个对象中的 Klass* 字段就会被压缩成 32bit（不是所有的 oop 都会被压缩的），

总所周知 Klass* 指向的 Klass 在永久代（Java7 及之前）。但是在 Java8 及之后，永久代没了，有了一个 Metaspace，于是之前压缩指针 Klass* 指向的这块 Klass 区域有了一个名字 —— Compressed Class Space。

Compressed Class Space 是 Metaspace 的一部分，默认大小为 1G。所以其实 Compressed Class Space 这个名字取得很误导，压缩的并不是 Klass，而是 Klass*。

 

JVM 也为 compressed class pointers（Klass*）多了俩选项：

• -XX:+UseCompressedClassPointers（压缩开关）
• -XX:CompressedClassSpaceSize（Compressed Class Space 空间大小限制）。

-XX:+UseCompressedClassPointers 是需要 -XX:+UseCompressedOops 开启的，所以堆大小要是大于 32G，CompressedOops 自动关闭，CompressedClassPointers 也会关闭的，

关闭了就没有 Compressed Class Space 了，这块就是 Class Space 了。

-XX:CompressedClassSpaceSize 大小的设置也是有限制，因为压缩开关是受制于 32G，所以这个自然也是不能大于 32G，不过 hotspot 规定了这个参数不准大于 3G，

所以这个参数其实是不能大于 3G。

一般来说，平均一个 Klass 大小可以当成 1K 来算，默认的 1G 大小可以存储 100 万的 Klass。如果遇到了 `java.lang.OutOfMemoryError: Compressed class space`，

就是类太多了，需要结合具体情况去选择 JVM 调优还是 bug 排查。