面试问题详解 -- 对Java平台的理解

1、Java是面向对象的语言，他有两大特性

• 一是跨平台能力，也就是"书写一次，到处运行"，这点与java虚拟机密不可分，不同平台有不同的JDK，安装好对应JDK就有了Java的运行环境；

注意，这里强调的是"书写一次"而非"编译一次"，重心并不在"编译"上，这句话是对比c语言的，c语言的书写过程中有许多对系统层面API的调用，不同的操作系统的系统调用封装函数是不同的，所以每次换系统的时候都要更改c语言的源文件。针对java而言，因为虚拟机屏蔽了底层细节，所以用java写出来的代码都是一样的。

• 第二个特性是java的垃圾回收机制，通过垃圾收集器进行内存的回收分配，大部分情况下，程序员是不需要自己操心内存的分配和回收的。
  

2、JRE和JDK

• JRE（Java Runtime Environment）是Java运行环境，包含了JVM和Java类库，以及一些模块等，是运行一个Java程序所必须的；
• JDK可以看作是JRE的一个超集，提供了更多的工具，比如编译器、各种诊断工具等。
  

3、"Java是解释执行"这句话是不准确的

下图为Java源文件转化至机器码的过程

Java有编译执行也有解释执行，针对热点代码，jvm 中提供了动态编译器JIT，可以在运行时将代码编译为机器码，这种情况下热点代码就属于编译执行了。
其完整过程是Java源文件首先通过javac编译成为字节码文件，即.class文件，这是可执行文件，接着在运行时JIT将热点代码编译为机器码，剩余代码则通过jvm内嵌的解释器将其解释为机器码。
还有一种新的编译方式，即AOT（Ahead-of-Time Compilation），这种编译方式直接将字节码编译成机器代码，避免了JIT预热等各方面的开销，在JDK9中进行了实验，并且增加了新的jaotc工具来进行编译。

二、如何判断热点代码？

判断一段代码是否为热点代码有两种方法：

1. 基于采样的热点探测

周期性地去方法栈顶查看被调用的方法，如果是经常出现的就会视为热点代码，这种方法实现简单，但是不精确，容易受线程阻塞和外界因素影响。

2. 基于计数器的热点探测

hotspot采用此方法，jvm会为方法或者代码创建计数器，这种计数器有两种，一种是方法调用计数器，一种是回边计数器。
其中方法调用计数器是统计一个方法在一定时间内的执行频率，如果在一段时间内两个计数器的值的总和超过某个阈值，jvm就确认其为热点代码，但超过一定的时间限度后该方法还未被认定为热点代码，那这个方法的调用计数器的值就会减少一般，这个过程是计数器的热度衰减。
另一种回边计数器是针对循环体代码的，pc寄存器向后跳一次成为一次回边，这里统计的是实际调用次数，当达到某一阈值的时候触发OSR编译。

三、JIT的具体细节呢？

JVM中有两种不同的JIT compiler ：C1和C2

• C1模式是client模式，编译调用门限是1500次，适用于对启动速度敏感的应用，比如普通的Java桌面应用。
• C2模式是server模式，会进行上万次调用以收集足够的信息进行高效编译，适用于长时间运行的服务器端应用。