はじめに
Javaのメモリ管理にはさまざまな領域があります。その中でも、パーマネント領域（Permanent Generation、通称PermGen）は特に重要です。
PermGenの役割
パーマネント領域（PermGen）は、Javaヒープの一部で、以下のような永続的なデータを保存するために使用されます。
- クラスメタデータ: クラスのロード時にJVMによって生成されるメタデータ。クラスのバイトコード、メソッド情報、フィールド情報などが含まれます。
-
インターナの文字列プール:
Stringクラスのインターナ文字列（interned strings）。 - 静的変数: クラスの静的変数もPermGenに保存されます。
PermGenの構造
PermGenはヒープ領域とは異なり、Garbage Collection（GC）による管理が複雑です。通常のヒープ領域が若い世代（Young Generation）と老いた世代（Old Generation）に分かれているのに対し、PermGenは以下の2つの領域で構成されます。
- Class Area: クラスのメタデータを保存します。
- Non-Class Area: クラス以外のデータ（インターナ文字列など）を保存します。
PermGenの問題点
PermGenにはいくつかの問題点があります。
メモリ不足（OutOfMemoryError: PermGen space）
PermGenのサイズは固定されており、動的に拡張できません。そのため、多数のクラスを動的にロード・アンロードするアプリケーションでは、PermGenのメモリ不足が発生することがあります。このエラーは次のような場合に発生します。
- 大量のクラスをロードする場合
- クラスのアンロードが適切に行われない場合
- デプロイメントサイクルが頻繁な場合（特にWebアプリケーション）
Java 8以降の変更点
Java 8では、PermGenが廃止され、新たにメタスペース（Metaspace）という領域が導入されました。メタスペースは、以下の点でPermGenと異なります。
- サイズの自動調整: メタスペースは、必要に応じて動的に拡張されます。これにより、PermGenで発生していたメモリ不足の問題が解消されます。
- ネイティブメモリの利用: メタスペースはヒープ外のネイティブメモリを使用します。
メタスペースの利点
- OutOfMemoryErrorの減少: 動的なサイズ調整により、メモリ不足の問題が大幅に減少しました。
- GCパフォーマンスの向上: メタスペースはヒープ外メモリを使用するため、GCの負荷が軽減されます。
メタスペースの設定
メタスペースのサイズは以下のように設定できます。
-XX:MetaspaceSize=<size>
-XX:MaxMetaspaceSize=<max size>
例:
-XX:MetaspaceSize=128M
-XX:MaxMetaspaceSize=512M
PermGenとメタスペースの比較
| 特徴 | PermGen | メタスペース |
|---|---|---|
| メモリ割り当て | 固定サイズ | 動的に拡張 |
| メモリの場所 | ヒープ内 | ヒープ外のネイティブメモリ |
| エラー | OutOfMemoryError: PermGen space | OutOfMemoryError: Metaspace |
| パフォーマンス | GCに悪影響を与えることがある | GCパフォーマンスが向上 |
まとめ
Javaのパーマネント領域（PermGen）は、クラスメタデータや静的変数などの永続的なデータを保存するための重要なメモリ領域です。しかし、その固定サイズとGCパフォーマンスの問題から、Java 8ではメタスペースに置き換えられました。メタスペースは動的にサイズを調整できるため、PermGenの問題を解消し、GCのパフォーマンスを向上させています。