每日面试之JVM

参考答案

Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把他所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

Java 虚拟机规范将 JVM 所管理的内存分为以下几个运行时数据区：

• 程序计数器（线程私有）

• Java 虚拟机栈（线程私有）

• 本地方法栈

• Java 堆（线程共有）

• 方法区（线程共有）

作用：

    程序计数器：对于单线程，没有程序计数器都可以，但是实际情况是多线程环境的，由于操作系统是时间片轮转调度的，某个线程还没执行完时间片到了，轮到下一个线程执行，这时程序计数器会记录该线程代码执行的位置，等到下次轮到该线程执行时就会从该位置继续往下执行。

    Java虚拟机栈：栈是运行时创建的，是线程私有的，生命周期与线程相同，存储声明的变量，每个栈由多个栈帧组成，对应线程调用方法时占用的内存。

    

    本地方法栈：为 native 方法服务，native 方法是一种由非 java 语言实现的 java 方法，与 java 环境外交互，如可以用本地方法与操作系统交互。

    堆：堆是所有线程共享的一块内存，是在 java 虚拟机启动时创建的，几乎所有对象实例都在此创建，所以经常发生垃圾回收操作

   方法区：主要存储已被虚拟机加载的类的信息、常量、静态变量和即时编译器编译后的代码等数据，该区域是被线程共享的，很少发生垃圾回收

JDK8 之前，Hotspot 中方法区的实现是永久代（Perm）

JDK8 开始使用元空间（Metaspace），以前永久代所有内容的字符串常量移至堆内存，其他内容移至元空间，元空间直接在本地内存分配。

参考答案

原因如下：

• 字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出
• 类及方法的信息等比较难确定其大小，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，太大则容易导致老年代溢出
• 永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低
• 更安全：相对于C++来说，java语言更加安全，jvm具有自动的垃圾回收机制，而C++的程序员需要手动去清除垃圾。JVM这种设计思路确实使java语言的安全性提高了，并且不需要程序员手动去清理垃圾。

参考答案

什么样的对象会被当做垃圾回收？

引用计数法：指的是如果某个地方引用了这个对象就+1，如果失效了就-1，当为 0 就会回收但是 JVM 没有用这种方式，因为无法判定相互循环引用（A 引用 B,B 引用 A）的情况。

引用链法： 通过一种 GC ROOT 的对象（方法区中静态变量引用的对象等-static 变量）来判断，如果有一条链能够到达 GC ROOT 就说明，不能到达 GC ROOT 就说明可以回收

如何检验对象是否被回收？
    可以重写 Object 类中的 finalize 方法，这个方法在垃圾收集器执行的时候，被收集器自动调用执行的。

怎样通知垃圾收集器回收对象？
    可以调用 System 类的静态方法 gc()，通知垃圾收集器去清理垃圾，但不能保证收集动作立即执行，具体的执行时间取决于垃圾收集的算法。

参考答案

类加载的步骤为，加载 -> 验证 -> 准备 -> 解析 -> 初始化。

1、加载：

• 获取类的二进制字节流

• 将字节流代表的静态存储结构转化为方法区运行时数据结构

• 在堆中生成class字节码对象

2、验证：连接过程的第一步，确保 class 文件的字节流中的信息符合当前 JVM 的要求，不会危害 JVM 的安全

3、准备：为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值

4、解析：JVM 将常量池内符号引用替换成直接引用的过程

5、初始化：执行类构造器的初始化的过程

参考答案

参考答案

参考答案

串行垃圾回收器

Serial收集器（复制算法）+SerialOld收集器（标记整理算法）

吞吐量优先回收器

Parallel Scaverge收集器（复制算法）+Parallel Old收集器(是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，标记整理算法)

响应时间优先垃圾收集器

ParNew收集器(Serial收集器的多线程版本，复制算法)+CMS收集器(标记清除)

参考答案

实现通过类的权限定名获取该类的二进制字节流的代码块叫做类加载器。

主要有一下四种类加载器:

1. 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)用来加载 java 核心类库，无法被 java 程序直接引用。

2. 扩展类加载器(extensions class loader):它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。

3. 系统类加载器（system class loader）：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

4. 用户自定义类加载器，通过继承 java.lang.ClassLoader 类的方式实现。

参考答案

在 Java 虚拟机中，方法区是可供各线程共享的运行时内存区域。

在不同的 JDK 版本中，方法区中存储的数据是不一样的：

• JDK 1.7 之前的版本，运行时常量池是方法区的一个部分，同时方法区里面存储了类的元数据信息、静态变量、即时编译器编译后的代码等。
• JDK 1.7 开始，JVM 已经将运行时常量池从方法区中移了出来，在 JVM 开辟了一块区域存放常量池。

永久代就是 HotSpot 版的 Java 虚拟机对虚拟机规范中方法区的一种实现方式，永久代和方法区的关系就像 Java 中类和接口的关系。

HotSpot 版的 Java 虚拟机在 JDK 1.8 之后取消了永久代，改为元空间，类的元信息被存储在元空间中。元空间没有使用堆内存，而是与堆不相连的本地内存区域。所以，理论上系统可以使用的内存有多大，元空间就有多大，所以不会出现永久代存在时的内存溢出问题。

在 jdk 1.7 及之前版本出现内存溢出的处理办法：

• 检查代码中是否出现死循环

• 是否创建了过多或过大的对象

• 是否出现死锁现象

• 提高 jvm 堆内存大小的配置

参考答案

对象在 JVM 中的创建过程如下：

• JVM 会先去方法区找有没有所创建对象的类存在，有就可以创建对象了，没有则把该类加载到方法区

• 在创建类的对象时，首先会先去堆内存中分配空间

• 当空间分配完后，加载对象中所有的非静态成员变量到该空间下

• 所有的非静态成员变量加载完成之后，对所有的非静态成员进行默认初始化

• 所有的非静态成员默认初始化完成之后，调用相应的构造方法到栈中

• 在栈中执行构造函数时，先执行隐式，再执行构造方法中书写的代码

• 执行顺序：静态代码库，构造代码块，构造方法

• 当整个构造方法全部执行完，此对象创建完成，并把堆内存中分配的空间地址赋给对象名