JVM知识点梳理

最新推荐文章于 2025-05-20 22:23:34 发布

java1224

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文章标签： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/java1224/article/details/144614268

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1.JVM虚拟机组成部分有哪些? Java运行时数据区包含哪些部分？各部分作用？是否存在GC及OOM问题

jvm组成部分：类加载器、运行时数据区、执行引擎
运行时数据区：方法区、堆、栈、程序计数器、本地方法栈
方法区：共享，存储由字节码文件解析出来的类型信息、常量、静态变量，
堆：共享，存储实例变量和数组，空间区域分为新生代和老年代，通过垃圾回收机制来进行管理，存在GC，存在OOM
栈：私有，存储的是对象的引用，每个线程会有独立的栈，每一个方法执行都会被放在栈中（先进后出），cpu在不同线程之间运行时，各自栈都会通过各自的栈帧来记录方法执行的步骤，存在OOM

栈帧：用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息

程序计数器：私有，记录当前线程执行到了哪一步
执行引擎：Execution Engine执行引擎负责解释命令，提交操作系统执行。
本地方法栈：私有，支持native方法的执行

2.类加载器有哪些？什么是双亲委派机制？有什么好处？

类加载器负责加载class文件，class文件在文件开头有特定的文件标示，并且ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则由Execution Engine决定。

类加载器的分类：

启动类加载器：负责加载Java核心类库（如java.lang、java.util等）。C++
扩展类加载器：负责加载Java的扩展类库（如javax包中的类）。
应用程序类加载器：负责加载应用程序的类，通常是通过加载classpath中指定的jar包及目录中class来加载的。
自定义加载器：通过继承java.lang.ClassLoader类的方式定制类的加载方式，可以根据需要加载特定的类文件。

双亲委派机制：

如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上。

1、当AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。
2、当ExtClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。
3、如果BootStrapClassLoader加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用ExtClassLoader来尝试加载；
4、若ExtClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader来加载
5、如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException

好处：

这种机制保证了类的唯一性和安全性，避免了类的重复加载和版本冲突问题。

3.类加载过程？

Java的类加载过程是指将Java类的字节码文件（.class文件）从文件系统中读取到JVM（Java虚拟机）中，并将其转换为JVM可以直接识别的数据结构的过程。整个过程可以大致分为七个阶段：加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）。

4.堆内存细分为哪些区域，各区域存放对象特点？

可以分为新生代和老年代
新生代：生命周期短，比较活跃
老年代：生命周期长，内存大

5.对象直接进入老年代的情况有哪些？

新到老（三种模式）：

根据垃圾处理时的存活轮数，存活一轮年龄值加一，若年龄值>15则变为老年代

新new的对象会被放入新生代区，若新生代中内存满了，就会触发新生代的垃圾回收，进行垃圾回收，清理了垃圾，有内存了，则将对象放入新生代中，内存仍不足，则会把新new的对象放入老年代中。

新new的对象会被放入新生代区，若新new的对象太大，新生区内存不足，此时会触发新生代的垃圾回收，进行垃圾回收，清理后仍不够，则会直接把新new的对象放入老年代中。
- 若往老年代存放时，老年代内存不足，则会触发老年代进行垃圾回收，清理了垃圾，有内存了，则将对象放入老年代中，内存仍不足，则抛异常OOM堆溢出。
- 故老年代若触发了垃圾回收，新生代一定触发过；新生代触发了，老年代不一定触发。

6.如何判断一个对象是否可回收？可达性分析法工作原理,哪些是GCRoots根？

可达性分析算法：以栈中的变量为根节点向下进行遍历，若对堆中的对象有引用关系，则会对对象进行标记，没有被标记的对象就会视为垃圾。

没有被标记的不一定会被清除回收，在回收对象时，会考虑其他因素，比如对象的finalize()方法是否被调用过，如果未执行，则会先执行finalize()方法。在finalize()方法中，对象可以通过与GC Roots建立引用关系来逃脱垃圾回收。但需要注意的是，finalize()方法只会被执行一次。

在Java语言中，可以作为GC Roots的对象包括下面几种：

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用对象。
方法区中的类静态属性引用的对象。
方法区中的常量引用的对象。
本地方法栈中JNI（Native方法）的引用对象

7.垃圾回收算法及优缺点？为什么要分代垃圾回收？

标记清除：

遍历堆中的对象，找出没有被标记的对象，进行统一清理，会产生碎片

优点：速度比较快

缺点：会产生内存碎片，碎片过多，仍会使得连续空间少

标记和清除过程需要暂停应用程序，对性能有一定影响。
标记整理：

遍历堆中的对象，找出没有被标记的对象，边清理边移动，避免了碎片的产生，但是在移动对象时会触发"stop the world STW"(停止所有用户线程)，效率较低

优点：无内存碎片

缺点：标记和整理过程也需要暂停应用程序，效率较低
复制算法：

在堆里面开辟两份大小相等空间（from区和to区），一份空间始终空着，垃圾回收时，将存活对象拷贝进入空闲空间；边清理边拷贝

优点：无内存碎片

缺点：占用空间多，内存利用率低

当存活对象较多时，复制过程会消耗大量时间。
年轻代特点是区域相对老年代较小，对象存活率低，生命周期短。

这种情况复制算法的回收整理，速度是最快的。复制算法的效率只和当前存活对象大小有关，因而很适用于年轻代的回收。而复制算法内存利用率不高的问题，通过hotspot中的两个survivor的设计得到缓解。

老年代的特点是区域较大，对象存活率高，生命周期较长。

这种情况，存在大量存活率高的对象，复制算法明显变得不合适。一般是由标记清除或者是标记清除与标记整理的混合实现。