JVM面试题 - 技术栈

JVM

1、什么是JVM

J ava V irtual Machine，Java虚拟机
JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。

2、常见JVM

Oracle：Hotspot虚拟机（SUN公司研发）

3、执行引擎

类似于翻译角色
执行引擎负责解释命令(将字节码指令解释编译为机器码指令)，提交操作系统执行。

4、类加载器ClassLoader

什么是类加载器

作用：负责把class字节码文件加载到jvm里面
细节1：class文件在文件开头有特定的文件标识
细节2：类加载首先加载类信息（Class），类信息放到方法区里面，创建类实例放到堆里面

类加载器分类

第一种：启动（引导）类加载器：加载使用java.lang java.util等（jvm自带）

第二种：扩展（平台）类加载器：负责jdk扩展类（jvm自带）

第三种：应用类加载器：负责自己项目（jvm自带）

第四种：自定义类加载器

特别说明

复制代码

Class class1 = new Demo1().getClass();

ClassLoader classLoader1 = class1.getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);  //ClassLoaders$AppClassLoader@63947c6b

ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent(); //ClassLoaders$PlatformClassLoader@776ec8df
System.out.println(classLoader2);

ClassLoader classLoader3 = classLoader2.getParent();
System.out.println(classLoader3); //null

注意，这些类加载器本质不是父子关系，只是逻辑上的父子。

双亲委派机制

沙箱安全机制

第一步，从下往上，

1、当AppClassLoader加载一个class时，首先不会自己去加载，而是把类加载委派给父类加载器PlatformClassLoader去完成。
2、当PlatformClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去加载，而是把类加载请求委派给父类加载器BootStrapClassLoader去完成。

第二步，从上往下，

3、如果是启动BootStrapClassLoader加载内容，进行加载，之后结束，如果不是启动类加载器加载内容，会用PlatformClassLoader来尝试加载；
4、若PlatformClassLoader加载内容，进行加载，之后结束，如果不是启动类加载器加载内容，则会使用AppClassLoader来加载
5、如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException

目的：安全性，避免核心类被修改。

5、方法区

方法区放什么

类信息
常量
静态变量
常量池
jdk7开始，字符串常量池和静态变量放到堆里面（了解）

6、栈

栈也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建，每个线程都有自己的栈，它的生命周期是和线程相同的，是线程私有的。
栈主要作用用于执行方法的，按照后进先出原则执行，方法之间使用pc寄存器连接（指针）
本地方法栈存储方法基本信息（方法名称，参数类型等）
虚拟机栈执行方法
栈溢出异常：

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError 通常出现在递归调用时。

7、堆（☆☆☆☆☆）

方法区放类信息，堆放实例对象，栈对象引用

堆组成

堆逻辑上分为

在jdk1.7及其之前版本，分为新生代、老年代、永久代

在jdk1.8，分为新生代、老年代、元空间

新生代分为

新生区分为伊甸园区、幸存0区、幸存1区

堆实例对象过程

1、新创建一个对象，放到堆里面新生区中伊甸区里面

2、当不断创建新的对象，不断放到伊甸区里面，当伊甸区满，执行gc

3、如果gc之后对象还存活状态，进入s0或者s1里面，原则s0或者s1总有一个为空

4、每个对象默认经过15次gc，如果15次gc之后，对象还活着，进入养老区中

5、对象经过15次gc之后还活着，进入养老区里面，如果养老区满了，执行gc

6、养老区满了执行gc，gc之后还是满的状态，抛出oom异常

细节1

新生区执行gc ： Minor GC

养老区执行gc： Major GC 和 Full GC

细节2

什么情况下，对象进入到养老区中？

第一种情况：对象经过15次gc还存活，进入养老区中

第二种情况：对象伊甸区放不下，直接进入养老区中，如果养老区放不下直接抛出oom异常

细节3

在Java里面可以手动进行垃圾回收，调用System.gc()方法或Runtime.getRuntime().gc()方法可以触发Full GC

堆参数

堆大小调整有相应参数：

-Xms表示堆的起始内存，默认是物理电脑内存的1/64。
-Xmx表示堆的最大内存，，默认是物理电脑内存的1/4。

-Xmn 表示新生代堆大小，默认新生代占堆的1/3空间 ，老年代占堆的2/3空间

OOM异常

什么情况下，出现堆OOM异常？

情况一：养老区满了，执行gc还满的状态，抛出oom异常

情况二：大对象，伊甸区放不下，养老区也放不下，抛出oom异常

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

8、垃圾回收GC

Java是自动的垃圾回收（Garbage Collection简称GC）机制。
通过垃圾回收器来对不再使用的对象完成自动的回收
垃圾回收器主要负责对堆和方法区里面的内存进行回收

如何判断对象可以被回收

第一种：引用计数法（不使用了，了解）

第二种：可达性分析算法（使用）

可达性分析将对象分为两类：垃圾回收的根对象（GC Root）和普通对象，对象与对象之间存在引用关系
将一系列GC Root的集合作为起始点，按照从上至下的方式搜索所有能够被该合集引用到的对象（是否可达），并将其加入到该和集中，这个过程称之为标记（mark），被标记的对象是存活对象。最终，未被探索到的对象便是死亡的，是可以回收的，标记为垃圾对象。
使用可达性分析算法找到可以被回收的对象，要进行垃圾回收，首先进行 Stop-the-World，Stop-the-World停止时间越短越好
Stop-the-world意味着 JVM由于要执行GC而停止了应用程序的执行
之后进行垃圾回收，使用不同垃圾收集算法进行回收操作

垃圾回收算法

标记清除

首先使用可达性算法，找到所有存活对象，进行标记
其次遍历这些对象，找到哪些对象没有被标记，回收没有标记对象
缺陷：

遍历两次

产生内存碎片

复制算法

首先创建大小相同空间
其次复制对象到新创建空间里面
第三删除原来空间对象
新生区s0和s1使用复制算法

标记压缩（整理）

首先使用可达性算法，找到所有存活对象，进行标记
其次把所有存活对象向一端移动，清除边界以外内存

分代算法

新生代使用复制算法，新生代对象存活时间很短
老年代使用标记清除和标记压缩，老年代对象存活时候很长，比如连接池里面连接对象

四种引用（面试）

强引用

只要对象在使用，不会被回收
就算在使用，在特定情况下也会被回收

软引用

在系统要发生内存溢出（OOM）之前进行回收

弱引用

对象只能生存到下一次垃圾收集（GC）之前

虚引用

无法获取实例对象，能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知
Object类有finalize()方法

这个方法执行gc之前调用这个方法，重写这个方法知道当前对象正在执行垃圾回收操作

任务

Java数据类型？
Object类有哪些方法和方法作用？
Redis支持数据类型有哪些？（大于5种）
自我介绍
1.JVM是什么? JVM的内存区域分为哪些?

2.什么是OOM ? 什么是StackoverflowError? 有哪些方法分析?

3.JVM 的常用参数调优你知道哪些?

4.GC是什么? GC垃圾收集算法有哪些，算法实现机制

5.什么是类加载器? 类加载器分类？