Java面试题（JVM篇）

JVM

194.说一下 jvm 的主要组成部分？及其作用？

类加载器(ClassLoader)

运行时数据区(Runtime Data Area)

执行引擎(Execution Engine)

本地库接口(Native Interface)

组件的作用：首先通过类加载器(ClassLoader)会把Java代码转换成字节码，运行时数据区(RuntimeDataArea)再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是JVM的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎(ExecutionEngine)，将字节码翻译成底层系统指令，再交由CPU去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口(NativeInterface)来实现整个程序的功能。

195.说一下 jvm 运行时数据区？

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区

有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有的区域则依赖用户进程的启动和结束而创建和销毁。

196.说一下堆栈的区别？

1. 栈内存存储的是局部变量而堆内存存储的是实体；

2. 栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；

3. 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

197.队列和栈是什么？有什么区别？

队列和栈都是被用来预存储数据的。

队列允许先进先出检索元素，但也有例外的情况，Deque接口允许从两端检索元素。

栈和队列很相似，但它运行对元素进行后进先出进行检索。

198.什么是双亲委派模型？

在介绍双亲委派模型之前先说下类加载器。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在JVM中的唯一性，每一个类加载器，都有一个独立的类名称空间。类加载器就是根据指定全限定名称将class文件加载到JVM内存，然后再转化为class对象。

类加载器分类：

启动类加载器(BootstrapClassLoader)，是虚拟机自身的一部分，用来加载Java_HOME/lib/目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中并且被虚拟机识别的类库；

其他类加载器：

扩展类加载器(ExtensionClassLoader)：负责加载libext目录或Java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库；

应用程序类加载器(ApplicationClassLoader)。负责加载用户类路径(classpath)上的指定类库，我们可以直接使用这个类加载器。一般情况，如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

双亲委派模型：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载无法完成加载请求(它的搜索范围中没找到所需的类)时，子加载器才会尝试去加载类。

199.说一下类加载的执行过程？

类加载分为以下5个步骤：

加载：根据查找路径找到相应的class文件然后导入；

检查：检查加载的class文件的正确性；

准备：给类中的静态变量分配内存空间；

解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程。符号引用就理解为一个标示，而在直接引用直接指向内存中的地址；

初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

200.怎么判断对象是否可以被回收？

一般有两种方法来判断：

引用计数器：为每个对象创建一个引用计数，有对象引用时计数器+1，引用被释放时计数-1，当计数器为0时就可以被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；

可达性分析：从GCRoots开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GCRoots没有任何引用链相连时，则证明此对象是可以被回收的。

201.java中都有哪些引用类型？

强引用、软引用、弱引用、虚引用(幽灵引用/幻影引用)

202.说一下jvm有哪些垃圾回收算法？

标记-清除算法

标记-整理算法

复制算法

分代算法

203.说一下jvm有哪些垃圾回收器？

Serial：最早的单线程串行垃圾回收器。

SerialOld：Serial垃圾回收器的老年版本，同样也是单线程的，可以作为CMS垃圾回收器的备选预案。

ParNew：是Serial的多线程版本。

Parallel和ParNew收集器类似是多线程的，但Parallel是吞吐量优先的收集器，可以牺牲等待时间换取系统的吞吐量。

ParallelOld是Parallel老生代版本，Parallel使用的是复制的内存回收算法，ParallelOld使用的是标记-整理的内存回收算法。

CMS：一种以获得最短停顿时间为目标的收集器，非常适用B/S系统。

G1：一种兼顾吞吐量和停顿时间的GC实现，是JDK9以后的默认GC选项。

204.详细介绍一下CMS垃圾回收器？

CMS是英文ConcurrentMark-Sweep的简称，是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。在启动JVM的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用CMS垃圾回收器。

CMS使用的是标记-清除的算法实现的，所以在gc的时候回产生大量的内存碎片，当剩余内存不能满足程序运行要求时，系统将会出现ConcurrentModeFailure，临时CMS会采用SerialOld回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被降低。

205.新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？

新生代回收器：Serial、ParNew、ParallelScavenge

老年代回收器：SerialOld、ParallelOld、CMS

整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器一般采用的是复制算法，复制算法的优点是效率高，缺点是内存利用率低；老年代回收器一般采用的是标记-整理的算法进行垃圾回收。

206.简述分代垃圾回收器是怎么工作的？

分代回收器有两个分区：老生代和新生代，新生代默认的空间占比总空间的1/3，老生代的默认占比是2/3。

新生代使用的是复制算法，新生代里有3个分区：Eden、ToSurvivor、FromSurvivor，它们的默认占比是8:1:1，它的执行流程如下：

把Eden+FromSurvivor存活的对象放入ToSurvivor区；

清空Eden和FromSurvivor分区；

FromSurvivor和ToSurvivor分区交换，FromSurvivor变ToSurvivor，ToSurvivor变FromSurvivor。

每次在FromSurvivor到ToSurvivor移动时都存活的对象，年龄就+1，当年龄到达15(默认配置是15)时，升级为老生代。大对象也会直接进入老生代。

老生代当空间占用到达某个值之后就会触发全局垃圾收回，一般使用标记整理的执行算法。以上这些循环往复就构成了整个分代垃圾回收的整体执行流程。

207.说一下jvm调优的工具？

JDK自带了很多监控工具，都位于JDK的bin目录下，其中最常用的是jconsole和jvisualvm这两款视图监控工具。

jconsole：用于对JVM中的内存、线程和类等进行监控；

jvisualvm：JDK自带的全能分析工具，可以分析：内存快照、线程快照、程序死锁、监控内存的变化、gc变化等。

208.常用的jvm调优的参数都有哪些？

-Xms2g：初始化推大小为2g；

-Xmx2g：堆最大内存为2g；

-XX:NewRatio=4：设置年轻的和老年代的内存比例为1:4；

-XX:SurvivorRatio=8：设置新生代Eden和Survivor比例为8:2；

–XX:+UseParNewGC：指定使用ParNew+SerialOld垃圾回收器组合；

-XX:+UseParallelOldGC：指定使用ParNew+ParNewOld垃圾回收器组合；

-XX:+UseConcMarkSweepGC：指定使用CMS+SerialOld垃圾回收器组合；

-XX:+PrintGC：开启打印gc信息；

-XX:+PrintGCDetails：打印gc详细信息。