JVM底层原理常见知识点&面试题总结

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JVM底层原理

面试题

Java 对象的创建过程？

1. 类加载检查：
   • 当虚拟机遇到 new 指令时，首先检查这个指令的参数，也就是要创建的对象的类是否已经加载过
   • 如果没有加载过，虚拟机会执行类加载过程
2. 分配内存：
   • 类加载检查通过后，虚拟机会为新对象分配内存空间
3. 对象内存初始化：
   • 分配内存完成后，虚拟机会将分配到的内存空间初始化为零值
4. 设置对象头：
   • 虚拟机会在对象的内存空间中设置对象头，用于存储关于对象的元数据信息
5. 执行初始化方法（构造函数）：
   • 经过上述步骤，一个新的对象已经产生，但是从 Java 程序的角度来看，对象的创建还没有完成
   • 然后，会根据程序员定义的构造函数进行初始化

什么是指针碰撞？什么是空闲列表？/ 内存分配的两种方式？

指针碰撞：

• 指针碰撞假定 Java 堆中的内存是绝对规整的
• 内存的分界点由一个指针作为指示器来标示，指向已分配内存的末尾
• 在分配对象内存时，只需要将指针向空闲空间方向移动对象内存大小的位置
• 适用于基于压缩策略的收集器，例如 Serial 和 ParNew 收集器

空闲列表：

• 空闲列表假设 Java 堆内存并不规整，已分配内存和空闲内存交错分布
• 虚拟机维护一个空闲列表，记录哪些内存块是可用的，即未被分配的
• 在分配对象内存时，虚拟机会在空闲列表中找到一块足够大的空间来分配给对象。分配后，虚拟机需要更新空闲列表上的记录，标记分配的区域为已用
• 适用于基于清除算法的收集器，例如 CMS 收集器

JVM 里 new 对象时，堆会发生抢占吗？JVM 是怎么设计来保证线程安全的？/ 内存分配并发问题？

• CAS：使用 CAS 操作来保证更新操作的原子性
• 本地线程分配缓冲 (TLAB)：
  每个线程在 Java 堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲
  要分配内存的线程，先在本地缓冲区中分配，只有本地缓冲区用完，分配新的缓冲区才需要同步锁定

对象的内存布局？

对象在堆内存中的布局可以划分为三个部分：对象头、实例数据和对齐填充

• 对象头：包括两部分信息：存储对象自身的运行时数据；类型指针
• 实例数据：用来存储对象真正的有效信息
• 对齐填充：起占位符的作用

对象怎么访问定位？

使用句柄：

• Java 堆中划分内存来作为句柄池
• 句柄中包含对象实例数据的指针和对象类型数据的指针
  

直接指针：

• 对象的实例数据直接存放在堆内存中
  

对比：

• 使用句柄：在对象被移动的时候，不需要更新引用地址
• 直接指针：效率高，节省了一次指针定位的时间开销（HotSpot 使用）

内存溢出和内存泄漏？

• 内存溢出：申请的内存超过可用内存，内存不足
• 内存泄漏：申请的内存空间没有被正确释放，导致内存空间被浪费

能手写内存溢出的例子吗？

• Java 堆溢出：Java 堆用于存储对象实例，只要不断创