面试一个30K的岗位，从JVM的根源问到了架构思想-优快云博客

前言

一般公司简单的问题都不好意思问，怕面试者鄙视面试公司的技术水平。所以很多公司都慢慢向阿里这样的公司靠近，面试不问点 jvm、并发、分布式都不好意思（虽然公司可能没有用到，虽然可能仅仅 CURD），尤其是 JVM 相关的问题能凸显逼格，很多公司的确都在学习阿里这种公司的面试风格，都在问这些问题，那么我们就朝着这些大的方向努力也是没错的，如果朝着这些方向努力就是他们需要的人才，那么也就对了。

关于JVM

《深入理解Java虚拟机--JVM高级特性与最佳实践》

《Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（最新第二版）》

内容简介

作为一位Java程序员，你是否也曾经想深入理解Java虚拟机，但是却被它的复杂和深奥拒之门外？没关系，本书极尽化繁为简之妙，能带领你在轻松中领略Java虚拟机的奥秘。本书是近年来国内出版的一本与Java虚拟机相关的专著，也是一本同时从核心理论和实际运用这两个角度去探讨Java虚拟机的著作，不仅理论分析得透彻，而且书中包含的典型案例和佳实践也极具现实指导意义。

简单说点

JVM的流行

“一次编写，到处运行”（Write once, run anywhere、WORA，有时也作“write once, run everywhere”、WORE），是 Sun 公司用来展示 Java 程序设计语言的跨平台特性的口号。

理想中，这意味着 Java 可以在任何设备上开发，编译成一段标准的字节码并且可以在任何安装有 Java 虚拟机（JVM）的设备上运行。

在芯片、设备和软件包中安装 Java 已经成为一种工业实践的标准。目前 Java 的发展已经到了一直被模仿，无法被超越的地步。同时 Java 虚拟机不和包括 Java 在内的任何语言绑定，它只与“Class 文件”这种特定的二进制文件格式所关联，Class 文件中包含了 Java 虚拟机指令集合符号表以及若干其他辅助信息。Java 运行过程如图 1.2

根据上图我们看到在 JVM 中的最后在操作系统平台执行的过程中（从字节码向机器码转换过程中）真正采用的是“解释”机制。即翻译一句，执行一句，不产生整个的机器代码程序。翻译过程如果不出现错误，就一直进行到完毕，否则将在错误处停止执行。同一个程序，如果是解释执行的，那么它的运行速度通常比编译为可执行的机器代码的运行速度慢一些，所以在 Hotspot 采用的是先解释执行，到了一定时机后热点代码（热点代码探测技术找出最有编译价值的代码）再翻译成机器码，这样可以提高 JVM 的运行速度。

站在架构师的角度看 JVM 的架构

JVM 的基本结构如图 2 所示

我们编写的 Class 类要在 JVM 中运行，首先是类加载子系统负责从文件或网络加载 Class 信息，加载的类信息存放在一块称为方法区的内存空间。同时在 JVM 启动的后，几乎所有的Java 对象实例都存放在堆中，堆空间是所有线程共享的，这是一块与 Java 应用密切相关的内存区域。

当然你如果使用 NIO 技术， NIO 库允许使用直接内存，直接内存是在 Java 堆外的，通常，访问直接内存的速度会优于堆。

同样在 JVM 中使用线程的话，每一个 JVM 的线程都有一个私有的 Java 虚拟机栈，本地方法栈和Java 虚拟机栈非常类似，最大的不同在于Java 虚拟机栈用于 Java 方法的调用，而本地方法栈用于本地方法的调用（作为 JVM 的重要拓展，JVM 允许 Java 直接调用本地方法，这些方法通常是 C 编写）。

程序计数器也叫 PC 寄存器，它用于存放执行 Java 方法时 Java 虚拟机栈时的指令的行号，如果是本地方法，那么这个值是 undefined。

同样垃圾回收系统是 JVM 的重要组成部分，它可以对方法区、堆和直接内存进行回收，一般情况下对这些内存进行回收是全自动化管理。执行引擎是 JVM 最核心的组件之一，它负责执行 JVM 的字节码，一般是解释执行，在 Hostpot 版本的 JVM 为了效率，会采用及时编译技术将方法编译成机器码再执行。