JVM面试题

本文深入探讨了Java的类加载过程,包括javac编译、类加载、静态变量加载和垃圾回收。介绍了JVM的组成部分,如程序计数器、虚拟栈、本地方法栈、Java堆和方法区,以及它们各自的功能。讲解了垃圾回收的可达性分析算法,并提到了Minor GC和Full GC的区别。此外,还讨论了JVM调优工具,如jvisualvm和阿里开源的Arthas,并简单阐述了垃圾回收中的stop-the-world机制及其原因。

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1、类的加载过程:
这时你可以先回答类的加载机制:
第一步是通过javac指令将代码编译成class文件,对代码进行验证,验证代码是否有编译问题,后加载类的静态变量,类的成员变量,成员方法,使用,最后销毁
2、JVM的组成:
如下图:三大部分 1、类装载子系统 2、运行时数据区 3、字节码执行引擎
程序计数器:当前线程所执行的字节码的行号指示器,用于记录正在执行的虚拟机字节指令地址,线程私有。
Java虚拟栈(线程栈):存放基本数据类型、对象的引用、方法出口等,线程私有。jvm给类开辟的空间,存放类上面的数据,栈先进后出
Native方法栈:和虚拟栈相似,只不过它服务于Native方法,线程私有。
Java堆:java内存最大的一块,所有对象实例、数组都存放在java堆,GC回收的地方,线程共享。
方法区:存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码数据等。(即永久带),回收目标主要是常量池的回收和类型的卸载,各线程共享
在这里插入图片描述
在idea中找到class路径,点击打开Terminal窗口,javap指令可以查看里面的具体指令,通过以下命令反编译到指定文件下,打开反编译文件可能会有点复杂,但能看到骨架,里面的代码比较底层,里面的指令是给JVMduqduqu读取的在这里插入图片描述

垃圾回收;
可达性分析算法:
在这里插入图片描述
jdk自带的jvm调优工具:
在cmd窗口输入命令jvisualvm命令打开,企业中调优用的可视化工具是阿里开源的Arthas工具

minor gc 回收次数达到15次,会将新时代S2中数据放大老年代
full gc ,开启老年代的垃圾回收,GC会stop the world (STW)STW暂停用户线程,为什么会有这个机制呢,因为如果用户线程不暂停,可能导致GC无法停止下来,在GC第一次扫描的时候,你的对象是不可回收的,但是用户线程不停下来,用户线程结束后,此时用户的线程中对象可能就是垃圾了,又需要GC重新回收

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### 关于 JVM 面试题的常见问题及其解析 #### 1. **JVM 内存结构** JVM 的内存主要分为堆、方法区、栈、本地方法栈以及程序计数器五个部分。其中,堆是垃圾回收的主要区域,被划分为新生代和老年代[^1]。 ```java // 新生代中的对象分配演示 public class ObjectAllocation { public static void main(String[] args) { byte[] allocation1, allocation2; allocation1 = new byte[2 * 1024 * 1024]; // 对象可能进入 Eden 区 allocation2 = new byte[2 * 1024 * 1024]; // 如果空间不足,则触发 Minor GC } } ``` #### 2. **GC 过程与算法** 常见的垃圾收集算法有标记-清除法、复制法、标记-整理法以及分代收集法。在实际应用中,通常会采用 CMS 或 G1 收集器来优化性能[^1]。 #### 3. **类加载机制** JVM 类加载过程包括加载、验证、准备、解析和初始化阶段。双亲委派模型确保了 Java 核心库的安全性和一致性。 #### 4. **引用类型** Java 中存在四种不同的引用类型:强引用、软引用、弱引用和虚引用。这些引用类型主要用于管理内存资源并配合垃圾回收器工作[^5]。 #### 5. **Happens-Before 原则** Java 提供了一套 Happens-Before 规则以保障线程间的可见性。其中包括程序顺序规则、监视器锁规则、volatile 变量规则等八大原则[^3]。 #### 6. **循环引用问题** 即使两个对象相互持有对方的引用,在它们不再被任何外部变量引用的情况下,现代垃圾回收器仍然能够识别这种关系并将两者都回收掉[^2]。 ```java // 循环引用示例 class Node { private Node next; public Node(Node n) { this.next = n; } protected void finalize() throws Throwable { System.out.println("Finalizing..."); } } public class CircularReferenceTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Node nodeA = new Node(null); Node nodeB = new Node(nodeA); nodeA.next = nodeB; // 创建循环引用 nodeB = null; nodeA = null; System.gc(); Thread.sleep(100); // 等待垃圾回收完成 } } ``` #### 7. **JVM 参数调优** 通过设置 `-Xms` 和 `-Xmx` 来指定初始堆大小和最大堆大小;利用 `-XX:+UseG1GC` 开启 G1 垃圾收集器可以有效提升大型应用程序的表现[^4]。 --- ###
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