Meta Space是JDK1.8引入的，在JDK1.8使用的是方法区，永久代（Permnament Generation）。
元空间存储的是元信息，使用的是操作系统的本地内存（Metaspace与PermGen之间最大的区别），可以是不连续的，由元空间虚拟机进行管理。可以产生OutOfMemoryError
1、元空间的特点
- 充分利用了Java语言规范中的好处：类及相关的元数据的生命周期与类加载器的一致。
- 每个加载器有专门的存储空间
- 只进行线性分配
- 不会单独回收某个类
- 省掉了GC扫描及压缩的时间
- 元空间里的对象的位置是固定的
- 如果GC发现某个类加载器不再存活了，会把相关的空间整个回收掉
2、元空间的内存分配模型
- 绝大多数的类元数据的空间都从本地内存中分配
- 用来描述类元数据的类(klasses)也被删除了
- 分元数据分配了多个虚拟内存空间
- 给每个类加载器分配一个内存块的列表。块的大小取决于类加载器的类型; sun/反射/代理对应的类加载器的块会小一些
- 归还内存块，释放内存块列表
- 一旦元空间的数据被清空了，虚拟内存的空间会被回收掉
- 减少碎片的策略
我们来看下JVM是如何给元数据分配虚拟内存的空间的
你可以看到虚拟内存空间是如何分配的(vs1,vs2,vs3) ，以及类加载器的内存块是如何分配的。CL是Class Loader的缩写。
理解_mark和_klass指针
要想理解下面这张图，你得搞清楚这些指针都是什么东西。
JVM中，每个对象都有一个指向它自身类的指针，不过这个指针只是指向具体的实现类，而不是接口或者抽象类。
对于32位的JVM:
_mark : 4字节常量
_klass: 指向类的4字节指针 对象的内存布局中的第二个字段( _klass，在32位JVM中，相对对象在内存中的位置的偏移量是4，64位的是8)指向的是内存中对象的类定义。
64位的JVM：
_mark : 8字节常量
_klass: 指向类的8字节的指针
开启了指针压缩的64位JVM： _mark : 8字节常量
_klass: 指向类的4字节的指针
Java对象的内存布局
类指针压缩空间（Compressed Class Pointer Space）
只有是64位平台上启用了类指针压缩才会存在这个区域。对于64位平台，为了压缩JVM对象中的_klass指针的大小，引入了类指针压缩空间（Compressed Class Pointer Space）。
压缩指针后的内存布局
指针压缩概要
- 64位平台上默认打开
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使用-XX:+UseCompressedOops压缩对象指针 "oops"指的是普通对象指针("ordinary" object pointers)。 Java堆中对象指针会被压缩成32位。 使用堆基地址（如果堆在低26G内存中的话，基地址为0）
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使用-XX:+UseCompressedClassPointers选项来压缩类指针
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对象中指向类元数据的指针会被压缩成32位
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类指针压缩空间会有一个基地址
元空间和类指针压缩空间的区别
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类指针压缩空间只包含类的元数据，比如InstanceKlass, ArrayKlass 仅当打开了UseCompressedClassPointers选项才生效 为了提高性能，Java中的虚方法表也存放到这里 这里到底存放哪些元数据的类型，目前仍在减少
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元空间包含类的其它比较大的元数据，比如方法，字节码，常量池等。
3、元空间内存管理
元空间的内存管理由元空间虚拟机来完成。先前，对于类的元数据我们需要不同的垃圾回收器进行处理，现在只需要执行元空间虚拟机的C++代码即可完成。在元空间中，类和其元数据的生命周期和其对应的类加载器是相同的。话句话说，只要类加载器存活，其加载的类的元数据也是存活的，因而不会被回收掉。
准确的来说，每一个类加载器的存储区域都称作一个元空间，所有的元空间合在一起就是我们一直说的元空间。当一个类加载器被垃圾回收器标记为不再存活，其对应的元空间会被回收。在元空间的回收过程中没有重定位和压缩等操作。但是元空间内的元数据会进行扫描来确定Java引用。
元空间虚拟机负责元空间的分配，其采用的形式为组块分配。组块的大小因类加载器的类型而异。在元空间虚拟机中存在一个全局的空闲组块列表。当一个类加载器需要组块时，它就会从这个全局的组块列表中获取并维持一个自己的组块列表。当一个类加载器不再存活，那么其持有的组块将会被释放，并返回给全局组块列表。类加载器持有的组块又会被分成多个块，每一个块存储一个单元的元信息。组块中的块是线性分配（指针碰撞分配形式）。组块分配自内存映射区域。这些全局的虚拟内存映射区域以链表形式连接，一旦某个虚拟内存映射区域清空，这部分内存就会返回给操作系统。
上图展示的是虚拟内存映射区域如何进行元组块的分配。类加载器1和3表明使用了反射或者为匿名类加载器，他们使用了特定大小组块。 而类加载器2和4根据其内部条目的数量使用小型或者中型的组块。
4、Metaspace相关参数
（1）-XX:MetaspaceSize，初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，就适当降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。
（2）-XX:MaxMetaspaceSize，最大空间，默认是没有限制的。
如果没有使用-XX:MaxMetaspaceSize来设置类的元数据的大小，其最大可利用空间是整个系统内存的可用空间。JVM也可以增加本地内存空间来满足类元数据信息的存储。 但是如果没有设置最大值，则可能存在bug导致Metaspace的空间在不停的扩展，会导致机器的内存不足；进而可能出现swap内存被耗尽；最终导致进程直接被系统直接kill掉。如果类元数据的空间占用达到MaxMetaspaceSize设置的值，将会触发对象和类加载器的垃圾回收。
（3）-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集
（4）-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集
参考文章：
（1）https://www.cnblogs.com/williamjie/p/9558094.html