检查 Java 元空间区域的内容

JVM 内存有以下区域：

1. Young Generation
2. Old Generation
3. Metaspace
4. Others region

图：JVM 内存区域
要查看哪些对象存储在哪个区域，您可以参考此视频剪辑。有时您的应用程序可能会遇到本文中讨论的 ' JAVA.lang.OutOfMemoryError: Metaspace'。在这种情况下，您可能希望查看 JVM 的 Metaspace 区域中加载了哪些内容。简而言之，JVM 内存中的 Metaspace 区域包含执行应用程序所需的类元数据定义。如果想了解类元数据定义是什么意思，可以参考这个文档. 它有很多细节，你可能不必了解它的所有细节。基本上，如果您能够了解加载到内存中的类是什么，那么它将很好地了解 JVM 内存的 Metaspace 区域中存在哪些内容。在这篇文章中，让我们探索可用于查看加载到元空间中的类的选项。
以下是查看元空间中加载的类的选项：

-verbose:class
-Xlog:class+load
jcmd GC.class_histogram
Programmatic Approach
Heap Dump analysis

让我们在这篇文章中详细讨论每个选项。

1. -Verbose: Class

如果您在 Java 版本 8 或更低版本上运行，则可以使用此选项。当您在启动期间将“ -verbose:class”选项传递给您的应用程序时，它将打印所有加载到内存中的类。加载的类将打印在标准错误流中（即控制台，如果您没有将错误流路由到日志文件）。
java {app_name} -verbose :class
以下是传递“-verbose:class”参数时开源BuggyApp 程序的示例输出：

[Opened C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Object from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.io.Serializable from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Comparable from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.CharSequence from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.String from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.reflect.AnnotatedElement from C:Program
FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.reflect.GenericDeclaration from C:Program
FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.reflect.Type from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Class from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Cloneable from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.ClassLoader from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.System from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Throwable from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Error from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.ThreadDeath from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.Exception from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.RuntimeException from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.SecurityManager from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.security.ProtectionDomAIn from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.security.AccessControlContext from C:Program
FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.security.SecureClassLoader from C:Program
FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.ReflectiveOperationException from C:Program
FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.ClassNotFoundException from C:Program
FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.LinkageError from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.NoClassDefFoundError from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.ClassCastException from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.ArrayStoreException from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.VirtualmachineError from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.OutOfMemoryError from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]
[Loaded java.lang.StackOverflowError from C:Program FilesJavajre1.8.0_171librt.jar]

2.-Xlog:类+加载
如果您在 Java 版本 9 或更高版本上运行，则可以使用此选项。当您在启动期间将“-Xlog:class+load”选项传递给您的应用程序时，它将打印所有加载到内存中的类。加载的类将打印在您配置的文件路径中。
java {app_name} -Xlog:class+load=info:/opt/log/loadedClasses.txt以下是传递“-Xlog:class+load”参数时 java 程序的示例输出：

[0.004s][info][class,load] opened: /home/ec2-user/jdk-9.0.4/lib/modules
[0.006s][info][class,load] java.lang.Object source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.io.Serializable source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.lang.Comparable source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.lang.CharSequence source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.lang.String source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.lang.reflect.AnnotatedElement source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.lang.reflect.GenericDeclaration source: jrt:/java.base
[0.007s][info][class,load] java.lang.reflect.Type source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.Class source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.Cloneable source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.ClassLoader source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.System source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.Throwable source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.Error source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.ThreadDeath source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.Exception source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.RuntimeException source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.lang.SecurityManager source: jrt:/java.base
[0.008s][info][class,load] java.security.ProtectionDomain source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.security.AccessControlContext source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.security.SecureClassLoader source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ReflectiveOperationException source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ClassNotFoundException source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.LinkageError source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.NoClassDefFoundError source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ClassCastException source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ArrayStoreException source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.VirtualMachineError source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.OutOfMemoryError source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.StackOverflowError source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.IllegalMonitorStateException source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ref.Reference source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ref.SoftReference source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ref.WeakReference source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ref.FinalReference source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ref.PhantomReference source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ref.Finalizer source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.Runnable source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.Thread source: jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.Thread$UncaughtExceptionHandler source:
jrt:/java.base
[0.009s][info][class,load] java.lang.ThreadGroup source: jrt:/java.base
[0.010s][info][class,load] java.util.Map source: jrt:/java.base
[0.010s][info][class,load] java.util.Dictionary source: jrt:/java.base
[0.010s][info][class,load] java.util.Hashtable source: jrt:/java.base
[0.010s][info][class,load] java.util.Properties source: jrt:/java.base
[0.010s][info][class,load] java.lang.Module source: jrt:/java.base
[0.010s][info][class,load] java.lang.reflect.AccessibleObject source: jrt:/java.base

3. jcmd gc.class_histogram
JDK 包含一个名为“ jcmd”的工具。您可以在 JVM 运行时调用此工具来检查 Metaspace 区域的内容。当您使用' GC.class_histogram'参数调用此工具时，它将打印加载到内存中的类列表。您可以在两种模式下调用此工具：
A. 在控制台上打印加载的类
jcmd {pid} GC.class_histogram
当您调用jcmd如上所示的“”时，它将在控制台中打印所有加载的类。这里 {pid} 是您的 java 应用程序的进程 ID。
B. 在文件上打印加载的类
jcmd {pid} GC.class_histogram filename={file-path}
当您jcmd如上所示调用''时，它将打印'filename'参数中指定的文件路径中的所有加载类。这里 {pid} 是您的 java 应用程序的进程 ID。
这是一篇博客文章，可帮助您快速识别进程 ID。
以下是传递'参数时开源BuggyApp程序的示例输出：jcmd GC.class_histogram’

jcmd 19684 GC.class_histogram
19684:
num #instances #bytes class name
----------------------------------------------
1: 143036 75523008 [Ljavassist.bytecode.ConstInfo;
2: 718060 70032224 [C
3: 1573553 50353696 java.util.HashMap$Node
4: 430124 24732832 [Ljava.lang.Object;
5: 1001290 24030960 javassist.bytecode.Utf8Info
6: 858268 20598432 java.util.ArrayList
7: 718037 17232888 java.lang.String
8: 144011 14987488 java.lang.Class
9: 143081 11447152 [Ljava.util.HashMap$Node;
10: 143036 9154304 javassist.bytecode.ClassFile
11: 143035 9154240 javassist.CtNewClass
12: 286124 6892400 [B
13: 143085 6868080 java.util.HashMap
14: 286078 6865872 javassist.bytecode.ClassInfo
15: 143036 6865728 [[Ljavassist.bytecode.ConstInfo;
16: 143049 5721960 javassist.bytecode.MethodInfo
17: 143042 5721680 javassist.bytecode.CodeAttribute
18: 143323 4586336 java.util.Hashtable$Entry
19: 143038 4577216 java.lang.ref.WeakReference
20: 143036 4577152 javassist.bytecode.ConstPool
21: 143045 3433080 javassist.bytecode.MethodrefInfo
22: 143045 3433080 javassist.bytecode.NameAndTypeInfo
23: 143042 3433008 javassist.bytecode.ExceptionTable
24: 143036 3432864 javassist.bytecode.LongVector
25: 143036 3432864 javassist.bytecode.SourceFileAttribute
26: 143622 2323336 [I
27: 10 788688 [Ljava.util.Hashtable$Entry;
28: 642 20544 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node
29: 244 13664 java.lang.invoke.MemberName
30: 341 10912 sun.misc.FDBigInteger
31: 212 8480 java.lang.ref.SoftReference
32: 140 8400 [Ljava.lang.ref.SoftReference;
33: 234 7488 java.lang.invoke.LambdaForm$Name
34: 176 7040 java.lang.invoke.MethodType
35: 256 6144 java.lang.Long
36: 16 6016 java.lang.Thread
37: 173 5880 [Ljava.lang.Class;
38: 366 5856 java.lang.Object
39: 177 5664 java.lang.invoke.MethodType$ConcurrentWeakInternSet$WeakEntry
40: 10 5280 [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node;
41: 256 4096 java.lang.Byte
42: 256 4096 java.lang.Integer
43: 256 4096 java.lang.Short
44: 73 4088 java.lang.invoke.MethodTypeForm
45: 82 3808 [Ljava.lang.invoke.LambdaForm$Name;
46: 77 3696 java.lang.invoke.LambdaForm

4. 程序化方法
您还可以使用编程方法打印加载到内存中的类。开源 Guava 库提供 API 来打印加载的类。下面是利用 Guava 库在内存中打印加载的类的代码示例：

ClassPath classPath = ClassPath.from(BuggyAppLoader.class.getClassLoader());
Set classes = classPath.getAllClasses();
for(ClassInfo classInfo : classes) {
logger.info(classInfo.getName());
}

org.Apache.catalina.core.AsyncContextImpl
org.apache.catalina.core.AsyncListenerWrapper
org.apache.catalina.core.Constants
org.apache.catalina.core.ContainerBase$ContainerBackgroundProcessor
org.apache.catalina.core.ContainerBase$PrivilegedAddChild
org.apache.catalina.core.ContainerBase$StartChild
org.apache.catalina.core.ContainerBase$StartStopThreadFactory
org.apache.catalina.core.ContainerBase$StopChild
org.apache.catalina.core.ContainerBase
org.apache.catalina.core.DefaultInstanceManager$1
org.apache.catalina.core.DefaultInstanceManager$2
org.apache.catalina.core.DefaultInstanceManager$3
org.apache.catalina.core.DefaultInstanceManager$AnnotationCacheEntry
org.apache.catalina.core.DefaultInstanceManager$AnnotationCacheEntryType
org.apache.catalina.core.DefaultInstanceManager
org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener
org.apache.catalina.core.NamingContextListener
org.apache.catalina.core.StandardContext$1
org.apache.catalina.core.StandardContext$ContextFilterMaps
org.apache.catalina.core.StandardContext$NoPluggabilityServletContext
org.apache.catalina.core.StandardContext
org.apache.catalina.core.StandardContextValve
org.apache.catalina.core.StandardEngine$AccessLogListener
org.apache.catalina.core.StandardEngine$NoopAccessLog
org.apache.catalina.core.StandardEngine
org.apache.catalina.core.StandardEngineValve
org.apache.catalina.core.StandardHost$1
org.apache.catalina.core.StandardHost$MemoryLeakTrackingListener
org.apache.catalina.core.StandardHost
org.apache.catalina.core.StandardHostValve
org.apache.catalina.core.StandardPipeline
org.apache.catalina.core.StandardServer
org.apache.catalina.core.StandardService
org.apache.catalina.core.StandardThreadExecutor
org.apache.catalina.core.StandardWrapper
org.apache.catalina.core.StandardWrapperFacade
org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve
org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener

5.堆转储分析
查看加载到内存中的类的另一个选项是检查堆转储。堆转储报告加载到内存中的所有数据、对象和类。您可以使用此处给出的一种方法来捕获堆转储。捕获堆转储后，您可以使用Eclipse MAT和HeapHero等堆转储分析工具来分析堆转储。
下面是 HeapHero 工具生成的报告的摘录，其中显示了加载到内存中的类。
你的记忆里有什么
注意：上面提到的所有方法都不会给您的应用程序增加明显的开销，但是堆转储方法是一种侵入性选项，它将给您的应用程序增加相当大的开销。捕获堆转储后，您的应用程序将暂停，直到捕获完成。