知晓JVM系列（四）： JVM相关问题问答(面试题)-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jeffsmish/article/details/41959627

本文深入探讨Java内存管理机制，详细解释堆、栈、常量池、方法区等概念，阐述垃圾回收机制原理及如何避免内存泄露、溢出问题。同时，介绍JVM的运行时环境、内存分配与回收策略，以及多种垃圾收集器的特点和区别，旨在帮助开发者理解和优化内存使用。

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1.问：堆和栈有什么区别

答：堆是存放对象的，但是对象内的临时变量是存在栈内存中，如例子中的methodVar是在运行期存放到栈中的。

栈是跟随线程的，有线程就有栈，堆是跟随JVM的，有JVM就有堆内存。

2.问：堆内存中到底存在着什么东西？

答：对象，包括对象变量以及对象方法。

3.问：类变量和实例变量有什么区别？

答：静态变量是类变量，非静态变量是实例变量，直白的说，有 static修饰的变量是静态变量，没有 static修饰的变量是实例变量。静态变量

存在方法区中，实例变量存在堆内存中。

4.问：我听说类变量是在JVM启动时就初始化好的，和你这说的不同呀！

答：那你是道听途说，信我的，没错。

5.问：Java的方法（函数）到底是传值还是传址？

答：都不是，是以传值的方式传递地址，具体的说原生数据类型传递的值，引用类型传递的地址。对于原始数据类型， JVM的处理方法是

从 Method Area或 Heap中拷贝到 Stack，然后运行 frame中的方法，运行完毕后再把变量指拷贝回去。

6.问：为什么会产生OutOfMemory产生？

答：一句话： Heap内存中没有足够的可用内存了。这句话要好好理解，不是说 Heap没有内存了，是说新申请内存的对象大于 Heap空闲内

存，比如现在 Heap还空闲 1M，但是新申请的内存需要 1.1M，于是就会报 OutOfMemory了，可能以后的对象申请的内存都只要 0.9M，于

是就只出现一次 OutOfMemory， GC也正常了，看起来像偶发事件，就是这么回事。但如果此时 GC没有回收就会产生挂起情况，系统

不响应了。

7.问：我产生的对象不多呀，为什么还会产生OutOfMemory？

答：你继承层次忒多了， Heap中产生的对象是先产生父类，然后才产生子类，明白不？

8.问：OutOfMemory错误分几种？

答：分两种，分别是“ OutOfMemoryError:java heap size ”和 ” OutOfMemoryError: PermGen space ”，两种都是内存溢出， heap

size是说申请不到新的内存了，这个很常见，检查应用或调整堆内存大小。

“ PermGen space ”是因为永久存储区满了，这个也很常见，一般在热发布的环境中出现，是因为每次发布应用系统都不重启，久而久之永久

存储区中的死对象太多导致新对象无法申请内存，一般重新启动一下即可。

9.问：为什么会产生StackOverflowError？

答：因为一个线程把Stack内存全部耗尽了，一般是递归函数造成的。

10.问：一个机器上可以看多个JVM吗？JVM之间可以互访吗？

答：可以多个 JVM，只要机器承受得了。 JVM之间是不可以互访，你不能在 A-JVM中访问 B-JVM的 Heap内存，这是不可能的。在以前老版

本的 JVM中，会出现 A-JVM Crack后影响到 B-JVM，现在版本非常少见。

11.问：为什么Java要采用垃圾回收机制，而不采用C/C++的显式内存管理？

答：为了简单，内存管理不是每个程序员都能折腾好的。

12.问：为什么你没有详细介绍垃圾回收机制？

答：垃圾回收机制每个 JVM都不同， JVM Specification只是定义了要自动释放内存，也就是说它只定义了垃圾回收的抽象方法，具体怎么实

现各个厂商都不同，算法各异，这东西实在没必要深入。

13.问：JVM中到底哪些区域是共享的？哪些是私有的？

答：Heap和Method Area是共享的，其他都是私有的，

14.问：什么是JIT，你怎么没说？

答： JIT是指 Just In Time，有的文档把 JIT作为 JVM的一个部件来介绍，有的是作为执行引擎的一部分来介绍，这都能理解。 Java刚诞生的时

候是一个解释性语言，别嘘，即使编译成了字节码（ byte code）也是针对 JVM的，它需要再次翻译成原生代码 (native code)才能被机器执

行，于是效率的担忧就提出来了。 Sun为了解决该问题提出了一套新的机制，好，你想编译成原生代码，没问题，我在 JVM上提供一个工

具，把字节码编译成原生码，下次你来访问的时候直接访问原生码就成了，于是 JIT就诞生了，就这么回事。

15.问：JVM还有哪些部分是你没有提到的？

答：JVM是一个异常复杂的东西，写一本砖头书都不为过，还有几个要说明的：

常量池（ constant pool）：按照顺序存放程序中的常量，并且进行索引编号的区域。比如 int i =100，这个 100就放在常量池中。

安全管理器（ Security Manager）：提供 Java运行期的安全控制，防止恶意攻击，比如指定读取文件，写入文件权限，网络访问，创建进程

等等， Class Loader在 Security Manager认证通过后才能加载 class文件的。

方法索引表（ Methods table ），记录的是每个 method 的地址信息， Stack 和 Heap 中的地址指针其实是指向 Methods table 地址。

16.问：为什么不建议在程序中显式的生命System.gc()？

答：因为显式声明是做堆内存全扫描，也就是 Full GC，是需要停止所有的活动的（ Stop The World Collection），你的应用能承受这个

吗？

17.问：JVM有哪些调整参数？

答：非常多，自己去找，堆内存、栈内存的大小都可以定义，甚至是堆内存的三个部分、新生代的各个比例都能调整。

18.问：Java中会存在内存泄漏吗？

答： Java中也存在内存泄露。当被分配的对象可达但已无用（未对作废数据内存单元的引用置null）即会引起。

19.问：内存泄露、溢出的异同？

答：同：都会导致应用程序运行出现问题，性能下降或挂起。

异：

1) 内存泄露是导致内存溢出的原因之一；内存泄露积累起来将导致内存溢出。
2) 内存泄露可以通过完善代码来避免；内存溢出可以通过调整配置来减少发生频率，但无法彻底避免。

20.问：如何检测内存泄露？

答:可以通过一些性能监测分析工具，如 JProfiler、Optimizeit Profiler。

21.问：如何避免内存泄露、溢出？

答： 1) 尽早释放无用对象的引用。
好的办法是使用临时变量的时候，让引用变量在退出活动域后自动设置为null，暗示垃圾收集器来收集该对象，防止发生内存泄露。

2) 程序进行字符串处理时，尽量避免使用String，而应使用StringBuffer。

3) 尽量少用静态变量。

因为静态变量是全局的，GC不会回收。
4) 避免集中创建对象尤其是大对象，如果可以的话尽量使用流操作。 JVM会突然需要大量内存，这时会触发GC优化系统内存环

境

5) 尽量运用对象池技术以提高系统性能。
生命周期长的对象拥有生命周期短的对象时容易引发内存泄漏，例如大集合对象拥有大数据量的业务对象的时候，可以考虑分块进行

处理，然后解决一块释放一块的策略。
6) 不要在经常调用的方法中创建对象，尤其是忌讳在循环中创建对象。
可以适当的使用hashtable，vector 创建一组对象容器，然后从容器中去取那些对象，而不用每次new之后又丢弃。 7) 优化

配置。

22.问：内存溢出的解决方案？

答：一是从代码层面进行优化完善，尽量避免该情况发生；
二是调整优化服务器配置

23.问：jvm运行时环境包括哪些？

答：程序计数器、方法区、堆内存、java栈（本地方法栈、虚拟机栈）

24.问：内存溢出有几种情况？

答: 1. java.lang.outOfMemoryError:Java heap space (堆溢出)

2.java.lang.outOfMemoryError: PermGen space (方法区溢出)

3. java.lang.OutOfMemoryError:unable to create new native thread( 创建线程导致内存溢出 )

4. java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded（某项操作使用大量内存时发生）

5. java.lang.StackOverflowError (虚拟机栈和本地方法栈溢出 )

6. java.lang.OutOfMemoryError (直接内存溢出 )

25.问：JVM内存模型？

答：程序计数器、堆、java栈（本地方法栈、虚拟机栈）、方法区。

26. 问：写一段代码实现堆溢出？栈溢出？常量池溢出？方法区溢出？

参考： http://my.oschina.net/kanlianhui/blog/223347

27.问：类的生命周期？

答：加载、链接、初始化（校验、准备、解析）、使用（实例化）、卸载

参看： http://www.cnblogs.com/springmvc-hibernate/archive/2012/05/05/2484975.html

http://blog.youkuaiyun.com/ctf_htj/article/details/17687965

http://blog.youkuaiyun.com/zhengzhb/article/details/7517213

28. 问:哪四种情况会触发类的初始化（也就是主动引用）？

答： 1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

2. 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

3. 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。

4. 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main()方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。

参看： http://www.2cto.com/kf/201409/334714.html

29.问:被动引用会触发初始化吗？请举例

答：不会。

1. 通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化

2. 通过数组定义来引用类，不会触发该类的初始化

3. 常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用到定义常量的那个类，所以也不会触发

定义常量的类的初始化

参看： http://www.myexception.cn/program/1750220.html

http://my.oschina.net/sel/blog/214958

30. 问:Class对象在堆中的作用其生成方式，主要信息？

答：Class对象在堆中的作用创建类的常规对象的。

参看: http://wk.yl1001.com/doc_8531370677322966_all.htm

生成方式： 1.Class.forName("类名字符串")

2.类名.class

3.实例对象.getClass()

参看： http://developer.51cto.com/art/201202/316177.html

主要信息：（1）class对象的信息；（2）class对象的成员信息

参看： http://peiquan.blog.51cto.com/7518552/1298448

31. 问:Java类加载机制

答： 1、寻找jre目录，寻找jvm.dll，并初始化JVM；

2、产生一个Bootstrap Loader（引导类加载器）；
3、Bootstrap Loader自动加载Extended Loader（扩展类加载器），并将其父Loader设为Bootstrap Loader。
4、Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader（系统类加载器），并将其父Loader设为Extended Loader。
5、最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。

参看： http://my.oschina.net/xianggao/blog/70826

http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/184547/

32.问:类加载器（ClassLoader）的类加载模式？为什么要选择这种模式？双亲委托加载模式的代码实现？

答：委托模式。

原因: 1、节约系统资源。只要，这个类已经被加载过了，就不会在次加载。

2、保证 Java 核心库的类型安全。所有 Java 应用都至少需要引用 java.lang.Object类，也就是说在运行的时

候， java.lang.Object这个类需要被加载到 Java 虚拟机中。如果这个加载过程由 Java 应用自己的类加载器来完成的

话，很可能就存在多个版本的 java.lang.Object类，而且这些类之间是不兼容的。通过代理模式，对于 Java 核心库的

类的加载工作由引导类加载器来统一完成，保证了 Java 应用所使用的都是同一个版本的 Java 核心库的类，是互相兼容的。

双亲委托加载模式:参看： http://blog.youkuaiyun.com/yfqnihao/article/details/8257491

参看： http://blog.youkuaiyun.com/rock_ray/article/details/22410713

http://blog.youkuaiyun.com/lonelyroamer/article/details/7586278

33.问: 如何实现自定义的ClassLoader?

答：继承ClassLoader

参看： http://blog.youkuaiyun.com/hahawen/article/details/409285

http://my.oschina.net/xianggao/blog/70826

34.问:JDK动态代理的原理？

答： jdk的动态代理是基于接口的，必须实现了某一个或多个任意接口才可以被代理，并且只有这些接口中的方法会被代理。代理类和目标类都

拥有相同的接口，所以它们都拥有相同的行为。代理类的对象本身并不真正提供服务，而是调用目标类对象的相关方法，来提供

特定的服务。

参看：http://blog.youkuaiyun.com/xyang81/article/details/7277750

http://wenku.baidu.com/view/f9d9e0886529647d272852d1.html

http://www.360doc.com/content/14/0831/12/820209_406004862.shtml

35.问:虚拟机栈栈帧包含哪些部分以及各部分功能？

答：局部变量表：局部变量表是一组变量值存储空间，用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量，其中存放的数据的类型是

编译期可知的各种基本数据类型、对象引用（reference）和returnAddress类型（它指向了一条字节码指令

的地址）。

操作数栈：在方法的执行过程中，会有各种字节码指令（比如：加操作、赋值元算等）向操作栈中写入和提取内容

动态链接：每个栈帧都包含一个指向运行时常量池（在方法区中，后面介绍）中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是

为了支持方法调用过程中的动态连接。

方法返回地址：当一个方法被执行后，有两种方式退出该方法：执行引擎遇到了任意一个方法返回的字节码指令或遇到了异

常，并且该异常没有在方法体内得到处理。

参看： http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/17565503

36.问: 字节码执行引擎方法调用中静态分派和动态分派区别？重写与重载？

答：所有依赖静态类型来定位方法执行版本的分派动作，都称为静态分派，静态分派的最典型应用就是多态性中的方法重载。

根据变量的实际类型来分派方法的执行版本的。而实际类型的确定需要在程序运行时才能确定下来，这种在运行期根据实

际类型确定方法执行版本的分派过程称为动态分派。动态分派是多态性中的方法重写。

参看： http://blog.youkuaiyun.com/ns_code/article/details/17965867

重载与覆盖的区别

1、方法的覆盖是子类和父类之间的关系，是垂直关系；方法的重载是同一个类中方法之间的关系，是水平关系。
2、覆盖只能由一个方法，或只能由一对方法产生关系；方法的重载是多个方法之间的关系。
3、覆盖要求参数列表相同；重载要求参数列表不同。
4、覆盖关系中，调用那个方法体，是根据对象的类型（对象对应存储空间类型）来决定；重载关系，是根据调用时的实参表与形参

表来选择方法体的。

37.问: JVM为什么选用基于栈的指令集而不是基于二地址指令集？（可移植性）

答：基于 stack 的字节码执行引擎，一般来说指令集有基于寄存器和基于栈的。 JVM 为了和平台无关性，选用了基于栈

的指令集。

38.问: 动态代理的原理？好处？JDK动态代理与Cglib动态代理的区别？

39.问: 垃圾收集算法？标记-清除算法缺点？复制算法缺点？标记-整理算法适用区域？解释一下分代收集算法？

答：：对虚拟机可用内存空间，即堆空间中的对象进行识别，如果对象正在被引用，那么称其为存活对象，反之，如果对象不

再被引用，则为垃圾对象，可以回收其占据的空间，用于再分配。垃圾收集算法的选择和垃圾收集系统参数的合理调节

直接影响着系统性能，因此需要开发人员做比较深入的了解。

标记-清除算法缺点： 标记清除算法是最基础的收集算法，其他收集算法都是基于这种思想。标记清除算法分为“标

记”和 “ 清除”两个阶段：首先标记出需要回收的对象，标记完成之后统一清除对象。

它的主要缺点：①.标记和清除过程效率不高。