JVM知识点总结

1.什么是类加载？

类加载即将字节码文件读取到内存，存放在运行时数据区的方法区内，并且在堆中创建一个java.lang.Class对象，这个对象封装了方法区的数据结构。类加载的最终产品是堆中的Class对象，提供了访问方法区内的数据结构的接口。

2.类加载的方式？

• 从本地系统中加载；
• 网络下载；
• 从zip，jar归档文件中加载；
• 从专有数据库加载；
• 将java源文件编译成.class文件

3.类的生命周期？

加载 连接（验证，准备，解析）初始化

• 加载：将字节码文件加载进内存，保存在运行时数据区的方法区内，并在堆区创建Class对象；
• 验证：检查字节流中包含的信息是否符合jvm的要求；
• 准备：给静态变量分配内存并赋予一个默认初始值；
• 解析：将类中的符号引用转化为直接引用，直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或间接定位到目标的句柄，符号引用就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量。
• 初始化：给静态变量赋予正确的初始值；

4.类加载器？

• 启动类加载器：负责加载JAVA_HOME/lib路径下或通过-Xbootclass path定义的路径下且被虚拟机认可的类；
• 扩展类加载器：负责加载JAVA_HOME/lib/ext路径下或通过系统变量java.ext.dir指定的路径下的类；
• 应用程序类加载器：负责加载用户路径下的类；
• 用户自定义类加载器：用户可以通过继承java.lang.ClassLoader来实现自定义类加载器。

5.JVM类加载机制？

• 全盘负责：
• 父类委托：
• 缓存：

6.双亲委派模型？

一个加载器接收到类加载请求之后，首先本身先不进行加载，而是将请求委托给父类进行加载，依次向上，因此所有的类加载都会传到启动类加载器那里，只有当父类加载器无法加载时（类路径下找不到对应的类），子类加载器才会自己去加载该类。
双亲委派模型的好处：

• 每一个类都只会被加载一次，避免了重复加载；
• 每一个类都会被尽可能的加载（从引导类加载器往下，每个加载器都可能会根据优先次序尝试加载它）；
• 有效避免了某些恶意类的加载（比如自定义了Java.lang.Object类，一般而言在双亲委派模型下会加载系统的Object类而不是自定义的Object类）

7.jvm的组成？

jvm有两个子系统，两个组件；
两个子系统为：类加载器，执行引擎
两个组件为：运行时数据区，本地接口库

8.jvm内存结构

1. 程序计数器：指的是执行的字节码文件的行号指示器，线程私有，是内存中唯一一个没有oom的区域；
2. Java虚拟机栈：用于描述方法执行时的内存结构，当执行一个方法的时候，都会创建一个帧栈，用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法入口等。一个方法的执行到结束，对应着帧栈的入栈和出栈；也是线程私有的。
3. 本地方法栈：和java虚拟机栈类似，只是服务的对象是native方法；
4. 堆：用于给类的对象和数组分配内存的区域，是线程共享的。也是GC的主要区域，从GC的角度还可以分为新生代和老年代。
5. 方法区：又称为老年代，用于存储被jvm加载的类信息，静态变量，常量，即使编译器编译后的代码。这一部分的垃圾回收主要在于常量池的回收和类型的卸载。

9.堆和栈的区别？

• 物理地址：栈是连续的，因此效率会比较高；堆是不连续的，效率低；
• 内存分别：堆不连续，所以分配的内存在运行期确认，因此大小不固定；而栈连续，内存在编译期间就确认，因此大小确定。
• 存放的内容：堆存放的是对象实例，数组，更关注数据的存储；而栈存储的是局部变量，操作数栈，返回结果等，更关注方法的执行。
• 程序的可见度：堆对于整个应用程序都是共享可见的，而栈只是对于线程可见，所以也是线程私有的，生命周期和线程相同。

10.如何确定垃圾？

• 引用计数法
  如果要操作一个对象必须要有引用，一个简单的办法就是通过引用计数判断一个对象是否可以回收

• 可达性分析

  如果在GC-Roots和一个对象之间没有可达路径，则称对象是不可达的，但是不可达对象不等价于客户收对象，不可达对象变为可回收对象至少要经过两次标记。

11.垃圾清除算法

• 标记清除法：
• 复制算法
• 标记整理算法
• 分代收集算法

12.垃圾收集器

1. Serial垃圾收集器
2. ParNew垃圾收集器
3. Parallel Scavenge收集器
4. Serial Old收集器
5. Parallel Old收集器
6. CMS收集器
7. G1收集器

13.Java中的四种引用类型

• 强引用
• 软引用
• 弱引用
• 虚引用

14.JVM8为什么要增加元空间，带来什么好处？

原因：

1. 字符串在永久代中容易出现内存溢出和性能问题；
2. 类及方法的信息等难以确定大小，因此对于永久代的大小指定比较困难，太小容易出现永久代溢出，太大容易造成老年代溢出；
3. 永久代会为GC带来不必要的复杂度，回收效率比较低；

好处：

1. 每个加载器有专门的空间；
2. 不会单独回收某个类；
3. 元空间里的对象的位置是固定的；
4. 如果发现某个类加载器不再存活了，会把相关的空间整个回收。

15.如何解决线上gc频繁的问题？

1. 查看监控，以了解出现问题的时间点以及当前FGC的频率（可对比正常情况看频率是否正常）
2. 了解该时间点之前有没有程序上线、基础组件升级等情况。
3. 了解JVM的参数设置，包括：堆空间各个区域的大小设置，新生代和老年代分别采用了哪些垃 圾收集器，然后分析JVM参数设置是否合理。
4. 再对步骤1中列出的可能原因做排除法，其中元空间被打满、内存泄漏、代码显式调用gc方法 比较容易排查。
5. 针对大对象或者长生命周期对象导致的FGC，可通过 jmap -histo 命令并结合dump堆内存文件作进一步分析，需要先定位到可疑对象。
6. 通过可疑对象定位到具体代码再次分析，这时候要结合GC原理和JVM参数设置，弄清楚可疑 对象是否满足了进入到老年代的条件才能下结论。

16.堆G1垃圾收集器有了解么，有什么特点

1. G1的设计原则是"首先收集尽可能多的垃圾(Garbage First)"。因此，G1并不会等内存耗尽(串行、并行)或者快耗尽(CMS)的时候开始垃圾收集，而是在内部采用了启发式算法，在老年代找出具有高收集收益的分区进行收集。同时G1可以根据用户设置的暂停时间目标自动调整年轻代和总堆大小，暂停目标越短年轻代空间越小、总空间就越大；
2. G1采用内存分区(Region)的思路，将内存划分为一个个相等大小的内存分区，回收时则以分区为单位进行回收，存活的对象复制到另一个空闲分区中。由于都是以相等大小的分区为单位进行操作，因此G1天然就是一种压缩方案(局部压缩)；
3. G1虽然也是分代收集器，但整个内存分区不存在物理上的年轻代与老年代的区别，也不需要完全独立的survivor(to space)堆做复制准备。G1只有逻辑上的分代概念，或者说每个分区都可能随G1的运行在不同代之间前后切换；
4. G1的收集都是STW的，但年轻代和老年代的收集界限比较模糊，采用了混合(mixed)收集的方式。即每次收集既可能只收集年轻代分区(年轻代收集)，也可能在收集年轻代的同时，包含部分老年代分区(混合收集)，这样即使堆内存很大时，也可以限制收集范围，从而降低停顿。
5. 因为G1建立可预测的停顿时间模型，所以每一次的垃圾回收时间都可控，那么对于大堆（16G左右）的垃圾收集会有明显优势.