JVM面试题

内存模型以及分区?

JVM 分为堆区和栈区，还有方法区

初始化的对象放在堆里面

引用放在栈里面

class 类信息常量池（static 常量和 static 变量）等放在方法区

方法区：主要是存储类信息，常量池（static 常量和 static 变量），编译后的代码（字节码）等数据

堆：初始化的对象，成员变量 （那种非 static 的变量），所有的对象实例和数组都要 在堆上分配 

栈：栈的结构是栈帧组成的，调用一个方法就压入一帧，帧上面存储局部变量表，操作 数栈，方法出口等信息，局部变量表存放的是 8 大基础类型加上一个应用类型，所以还 是一个指向地址的指针

本地方法栈：主要为 Native 方法服务

程序计数器：记录当前线程执行的行号

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堆里面的分区：Eden，survival （from+ to），老年代，各自的特点?

堆里面分为新生代和老生代（java8 取消了永久代，采用了 Metaspace）

新生代包含 Eden+Survivor 区，survivor 区里面分为 from 和 to 区

内存回收时，如果用的是复制 算法，从 from 复制到 to，当经过一次或者多次 GC 之后，存活下来的对象会被移动到 老年区

当 JVM 内存不够用的时候，会触发 Full GC，清理 JVM 老年区

当新生区满了之后会触发 YGC,先把存活的对象放到其中一个 Survice 区，然后进行垃圾清理。因为如果仅仅清理需要删除的对象，这样会导致内存碎 片，因此一般会把 Eden 进行完全的清理，然后整理内存。那么下次 GC 的时候， 就会使用下一个 Survive，这样循环使用。

如果有特别大的对象，新生代放不下， 就会使用老年代的担保，直接放到老年代里面。因为 JVM 认为，一般大对象的存 活时间一般比较久远。

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GC 的两种判定方法?

引用计数法：指的是如果某个地方引用了这个对象就+1，如果失效了就-1，当为 0 就会 回收但是 JVM 没有用这种方式，因为无法判定相互循环引用（A 引用 B,B 引用 A）的 情况

引用链法：通过一种 GC ROOT 的对象（方法区中静态变量引用的对象等-static 变量） 来判断，如果有一条链能够到达 GC ROOT 就说明，不能到达 GC ROOT 就说明可以 回收

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SafePoint 是什么?

我们一般这么理解 SafePoint，就是线程只有运行到了 SafePoint 的位置，他的一切状态信息，才是确定的，也只有这个时候，才知道这个线程用了哪些内存，没有用哪些；并且，只有线程处于 SafePoint 位置，这时候对 JVM 的堆栈信息进行修改，例如回收某一部分不用的内存，线程才会感知到，之后继续运行，每个线程都有一份自己的内存使用快照，这时候其他线程对于内存使用的修改，线程就不知道了，只有再进行到 SafePoint 的时候，才会感知。

所以，GC 一定需要所有线程同时进入 SafePoint，并停留在那里，等待 GC 处理完内存，再让所有线程继续执。像这种所有线程进入 SafePoint等待的情况，就是 Stop the world

 

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GC 收集器有哪些？CMS 收集器与 G1 收集器的特点?

并行收集器：串行收集器使用一个单独的线程进行收集，GC 时服务有停顿时间

串行收集器：次要回收中使用多线程来执行

CMS 收集器是基于“标记—清除”算法实现的，经过多次标记才会被清除

G1 从整体来看是基于“标记—整理”算法实现的收集器，从局部（两个 Region 之间） 上来看是基于“复制”算法实现的

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Minor GC 与 Full GC 分别在什么时候发生？

新生代内存不够用时候发生 MGC 也叫 YGC，JVM 内存不够的时候发生 FGC

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几种常用的内存调试工具：jmap、jstack、jconsole、jhat?

jstack 可以看当前栈的情况，jmap 查看内存，jhat 进行 dump 堆的信息

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类加载的几个过程?

加载、验证、准备、解析、初始化。然后是使用和卸载了

通过全限定名来加载生成 class 对象到内存中，然后进行验证这个 class 文件，包括文 件格式校验、元数据验证，字节码校验等。

准备是对这个对象分配内存。

解析是将符号 引用转化为直接引用（指针引用）

初始化就是开始执行构造器的代码

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简述 java 垃圾回收机制?

在 java 中，程序员是不需要显示的去释放一个对象的内存的，而是由虚拟机自行执行。

在 JVM 中，有一个垃圾回收线程，它是低优先级的，在正常情况下是不会执行的，只有在虚拟机空闲或者当前堆内存不足时，才会触发执行，扫面那些没有被任何引用的对象，并将它 们添加到要回收的集合中，进行回收。

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java 中垃圾收集的方法有哪些?

1. 标记-清除: 这是垃圾收集算法中最基础的，根据名字就可以知道，它的思想就是标记哪些要被回收的对象，然后统一回收。

                        这种方法很简单，但是会有两个主要问题：

        1.效率不高， 标记和清除的效率都很低；

        2.会产生大量不连续的内存碎片，导致以后程序在分配较 大的对象时，由于没有充足的连续内存而提前触发一次 GC 动作。

2. 复制算法: 为了解决效率问题，复制算法将可用内存按容量划分为相等的两部分，然后每次只使 用其中的一块，当一块内存用完时，就将还存活的对象复制到第

                        二块内存上，然后一 次性清楚完第一块内存，再将第二块上的对象复制到第一块。

                但是这种方式，内存的 代价太高，每次基本上都要浪费一般的内存。于是将该算法进行了改进，内存区域不再是按照 1：1 去划分，而是将内存划分为 8:1:1 三部分，较大那份内存交 Eden 区，其余是两块较小的内存区叫 Survior 区。每次都 会优先使用 Eden 区，若 Eden 区满，就将对象复制到第二块内存区上，然后清除 Eden 区，如果此时存活的对象太多，以至于 Survivor 不够时，会将这些对象通过分配担 保机制复制到老年代中。(java 堆又分为新生代和老年代)

3. 标记-整理 :该算法主要是为了解决标记-清除，产生大量内存碎片的问题；当对象存活率较高时， 也解决了复制算法的效率问题。它的不同之处就是在清除对象的时候现将可回收对象 移动到一端，然后清除掉端边界以外的对象，这样就不会产生内存碎片了。

4. 分代收集 现在的虚拟机垃圾收集大多采用这种方式，它根据对象的生存周期，将堆分为新生代 和老年代。在新生代中，由于对象生存期短，每次回收都会有大量对象死去，那么这 时就采用复制算法。老年代里的对象存活率较高，没有额外的空间进行分配担保，所 以可以使用标记-整理 或者 标记-清除。

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类加载器双亲委派模型机制？

当一个类收到了类加载请求时，不会自己先去加载这个类，而是将其委派给父类，由父类去 加载，如果此时父类不能加载，反馈给子类，由子类去完成类的加载。

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什么是类加载器，类加载器有哪些?

实现通过类的权限定名获取该类的二进制字节流的代码块叫做类加载器。 主要有一下四种类加载器:

1. 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)用来加载 java 核心类库，无法被 java 程序直接引用。

2. 扩展类加载器(extensions class loader):它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实 现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。

3. 系统类加载器（system class loader）：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH） 来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

4. 用户自定义类加载器，通过继承 java.lang.ClassLoader 类的方式实现。

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简述 java 内存分配与回收策率以及 Minor GC 和 Major GC?

1. 对象优先在堆的 Eden 区分配。

2. 大对象直接进入老年代

3. 长期存活的对象将直接进入老年代. 当 Eden 区没有足够的空间进行分配时，虚拟机会执行一次 Minor GC

Minor Gc 通 常发生在新生代的 Eden 区，在这个区的对象生存期短，往往发生 Gc 的频率较高， 回收速度比较快;

Full Gc/Major GC 发生在老年代，一般情况下，触发老年代 GC 的 时候不会触发 Minor GC,但是通过配置，可以在 Full GC 之前进行一次 Minor GC 这 样可以加快老年代的回收速度

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简述 java 类加载机制?

虚拟机把描述类的数据从 Class 文件加载到内存，并对数据进行校验，解析和初始化，最终 形成可以被虚拟机直接使用的 java 类型。

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java 类加载过程?

java 类加载需要经历一下 7 个过程：

1.加载:

加载时类加载的第一个过程，在这个阶段，将完成一下三件事情：

1. 通过一个类的全限定名获取该类的二进制流。

2. 将该二进制流中的静态存储结构转化为方法去运行时数据结构。

3. 在内存中生成该类的 Class 对象，作为该类的数据访问入口。

2.验证:

验证的目的是为了确保 Class 文件的字节流中的信息不回危害到虚拟机.在该阶段主要完成

以下四种验证:

1. 文件格式验证：验证字节流是否符合 Class 文件的规范，如主次版本号是否在当前虚拟 机范围内，常量池中的常量是否有不被支持的类型

2. 元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析，如这个类是否有父类，是否集成了不被 继承的类等。

3. 字节码验证：是整个验证过程中最复杂的一个阶段，通过验证数据流和控制流的分析， 确定程序语义是否正确，主要针对方法体的验证。如：方法中的类型转换是否正确，跳转指 令是否正确等。

4. 符号引用验证：这个动作在后面的解析过程中发生，主要是为了确保解析动作能正确执 行。

3.准备:

准备阶段是为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值，这些内存都将在方法区中进行 分配。准备阶段不分配类中的实例变量的内存，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在 Java 堆中。

public static int value=123;//在准备阶段 value 初始值为 0 。在初始化阶段才会变为 123 。

4.解析 :

该阶段主要完成符号引用到直接引用的转换动作。解析动作并不一定在初始化动作完成之前， 也有可能在初始化之后。

5.初始化:

初始化时类加载的最后一步，前面的类加载过程，除了在加载阶段用户应用程序可以通过自 定义类加载器参与之外，其余动作完全由虚拟机主导和控制。到了初始化阶段，才真正开始 执行类中定义的 Java 程序代码。

最后是6.使用和7.卸载