JVM面试题

JVM面试题

什么是程序计数器？

程序计数器是线程私有的，每个线程一份，内部保存字节码的行号。用于记录正在执行的字节码指令的地址

介绍一下Java堆

堆内存是线程共享的区域：主要用来保存对象实例、数组等，内存不够则抛出OutOfMemoryError异常

组成:年轻代+老年代组成

• 年轻代被分为三个部分:伊甸园区和两个大小Survivor区
• 老年代主要用来保存生命周期长的对象，一般是老的对象

Jdk1.7和1.8的区别

• 1.7中有一个永久代，存储的是类信息、静态变量、常量、编译后的代码
• 1.8移除了永久代，吧数据存储到了本地内存的元空间中，防止内存溢出

栈内存

什么是虚拟机栈

• 每个线程运行时所需要的内存称为虚拟机栈
• 每个栈由多个栈帧组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
• 每个线程只有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

垃圾回收是否涉及栈内存

垃圾回收主要指的是堆内存，当栈帧弹出后，内存自动释放

栈内存越大越好吗

未必，默认的栈内存为1024k，栈帧过大导致线程数变少

方法内的局部变量是否线程安全？

• 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，它是线程安全的
• 如果局部变量引用了对象，并逃离方法的作用范围需要考虑线程安全问题

什么情况下会导致栈内存溢出？

• 栈帧过多 例如:递归调用
• 栈帧过大导致内存溢出

堆栈的区别是什么？

• 栈内存一般用来存储局部变量和方法调用，堆内存用来存储Java对象和数组。碓需要GC垃圾回收，栈不需要
• 栈内存是线程私有的，堆内存是共有的
• 异常错误不同：
  • 栈内存不足:java.lang.StackOverFlowError
  • 堆内存不足:java.lang.OutOfMemoryError

方法区

解释一下方法区

• 方法区是各个线程共享的内存区域
• 主要用来存储类的信息、运行时常量池
• 虚拟机启动的时候创建，关闭的时候释放
• 方法区的内存无法满足分配请求则会抛出OutOfMemeoryError:Metaspace

介绍一下运行时常量池

常量池:可以看作一张表，虚拟机指令根据这张表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等信息

当类被加载，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址

类加载器

什么是类加载器，类加载器有哪些？

JVM只会运行二进制文件，类加载器的作用就是将字节码文件加载到JVM中，从而让java程序能够启动起来

• 类加载器包括四种
  • 启动类加载器 加载核心类库
  • 扩展类加载器 加载/jre/lib/ext下的拓展类文件
  • 应用类加载器 加载classpath下的字节码文件
  • 自定义加载器

什么是双亲委派机制?

加载一个类，先委托上一级的加载器进行加载，如果上级加载器也有上级，则会继续向上委托，如果该类委托上级没有加载成功，则子加载器尝试加载该类

为什么要使用双亲委派机制？

• 通过双亲委派机制可以避免一个类被重复加载，当父类已经加载后则无需重复加载，保证唯一性
• 为了安全，保证类库API不会被修改

*类加载器的执行流程

类加载器的执行流程共分为7个阶段

• 加载:查找和导入class文件
• 验证:保障加载类的正确性
• 准备:为类变量分配内存并设置类变量的初始化值 （static修饰的变量）
• 解析:把类中的符号引用转为直接引用
• 初始化:对类的静态变量、静态代码块执行初始化操作
• 使用:JVM开始从入口方法执行用户的程序代码
• 卸载:当用户程序代码执行完毕后，JVM开始销毁创建的Class对象

对象什么时候可以被垃圾回收器回收

如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象就是垃圾，如果定位了垃圾则可能被垃圾回收器回收

定位垃圾的方法

• 引用计数法 有循环引用问题
• 可达性分析算法
  • 扫描堆中的对象，看是否能够沿着GC root对象为起点的引用链找到该对象，找不到则可以回收

哪些对象可以作用GC root?

• 虚拟机栈中引用的对象
• 方法区中类静态属性引用的对象
• 方法区中常量引用的对象
• 本地方法栈JNI（Native方法）引用的对象

JVM垃圾回收算法有哪些？

标记清除算法

垃圾回收分为两个阶段，分别是标记和清除，效率高，有磁盘碎片，内存不连接

标记整理算法

和标记清除一样，将存活的对象都向内存的另一端移动，然后清理边界以外的垃圾，无碎片，对象需要移动，效率低，一般老年代使用

复制算法

将原有的内存空间一分为二，每次只用其中一块，正在使用的对象复制到另一个内存空间中，然后该内存清空，交换两个内存的角色，完成垃圾回收：无碎片，内存使用效率低

说一下JVM中的分代回收

堆的区域划分

• 堆被分为了两份：新生代和老年代 1:2
• 新生代又被分为三个区域,Eden区，幸存者区（from和to）8：1：1

对象分代回收策略

• 新对象的创建都会被分到eden区

• 伊甸园区内存不足时，标记伊甸园区和from区中的存活对象

• 将存活对象复制到to中，复制完成后伊甸园区和from区的内存都会得到释放

• 经过一段时间后伊甸园区的内存又出现不足，标记eden区域to区域存活的对象，将其复制到from区

• 当幸存区的对象熬过几次回收（最多15次），晋升到老年代(幸存者区不足或者大对象都会提前晋升)

MinorGC、Mixed GC、FullGC的区别是什么?

• MinorGC(yiung GC)发生在新生代的垃圾回收，暂停时间短(STW)
• Mixed GC 新生代+老年代部分区域的垃圾回收，G1独有
• Full GC 新生代+老年代完整垃圾回收，暂停时间长(STW),应尽力避免

三色标记法是什么?

在CMS垃圾回收器中采用三种颜色表示对象被扫描的状态

• 白色:表示对象尚未被垃圾回收器访问过(分析结束阶段表示不可达)
• 灰色:表示对象已经被垃圾回收器访问过，但对象至少存在一个引用没有被扫描
• 灰色表示对象以及引用都被扫描过了

三阶段

初始标记阶段:将GC Roots直接关联的对象进行标记为灰色

并发标记阶段:扫描整个引用链，没有字节点直接将当前节点标为黑色，有字节点的将当前节点变为黑色，子节点变为灰色

重复并发标记阶段:确认灰色节点没有子节点后将节点标记为黑色，然后进行清除

JVM有哪些垃圾回收器?

• 串行垃圾回收器:Serial GC、SerialOld GC
• 并行垃圾回收器:Parallel Old GC、ParNew GC 默认
• CMS(并发)垃圾回收器
• G1：作用在新生代和老年代

聊一下G1垃圾回收器

• 应用于新生代和老年代，在JDK9之后默认使用G1
• 将内存划分为多个大小相等的区域，每个区域都可以充当eden、survivor、old、humongous，其中humongous专门为大对象准备
• 采用复制算法
• 响应时间和吞吐量兼顾
• 分为三个阶段:新生代回收(stw)、并发标记(重复标记stw)、混合收集
• 如果并发失败(回收速度赶不上对象创建速度)会触发FullGC

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