java面试——JVM（内存结构、垃圾回收、内存溢出）

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虚拟机

JVM内存结构

• 方法区：存放类的信息

• 堆：存放对象的信息

• 虚拟机栈：存储方法内的局部变量、方法参数、线程

• 程序计数器：记录程序当前进程

• 哪些区域可能产生内存溢出？

• 除程序计数器外，都有可能产生内存溢出

• 出现 OutOfMemoryError 的情况

  • 堆内存耗尽：对象越来越多，且一直被使用，不能被垃圾回收
  • 方法区内存耗尽：加载的类越来越多，很多框架都会在运行期间动态产生新的类（代理类之类的）（较少见）
  • 虚拟机栈累积：每个线程最多会占用1M内存，线程个数越来越多，而又长时间运行不销毁时

• 出现StackOverflowError的区域

  • 虚拟机栈内部–方法调用次数过多（递归）

• 方法区与永久代、元空间之间的关系

  • 方法区是JVM规范中定义的一块内存区域，用来存储类元数据、方法字节码、即时编译器需要的信息等
  • 永久代是Hotspot虚拟机对JVM规范的实现（1.8之前)
  • 元空间是Hotspot虚拟机对JVM规范的实现(1.8以后)，使用本地内存作为这些信息的存储空间

JVM内存参数

• 对于JVM内存配置参数:-Xmx10240m -Xms10240m -Xmn5120m -XX:SurvvorRatiO=3具最小内存值和Survivor区总大小分别是？

  • -Xmx：虚拟机最大内存数
  • -Xms：虚拟机最小内存数
  • -Xmn：虚拟机中新生代的内存数
    

• 最小内存值是10240m，Survivor=2048m

JVM垃圾回收

• JVM垃圾回收算法：

  • 标记清除——有碎片（基本不用，除CMS（在新版本的jdk中已被废弃了）
  • 标记整理——比标记清除多了一个整理的阶段，消除碎片，缺点：效率低（多用于
  • 标记复制——将有两块内存（有一块是空的），先标记GC root，然后复制到另一块内存中，没有碎片，效率较高，缺点：占用内存多（多用于新生代）

• 说说GC和分代回收算法

• GC的目的在于对无用的对象内存自动释放，减少内存碎片、加快分配速度

• GC要点：

  • 回收区域是堆内存，不包括虚拟机栈，在方法调用结束会自动释放方法占用内存
  • 判断无用对象，使用可达性分析算法，三色标记法标记存活对象，回收未标记对象
  • GC具体的实现称为垃圾回收器
  • GC大都采用了分代回收思想，理论依据是大部分对象朝生夕灭，用完立刻就可以回收，另有少部分对象会长时间存活，每次很难回收，根据这两类对象的特性将回收区域分为新生代和老年代，不同区域应用不同的回收策略
  • 根据GC的规模可以分成 Minor GC，Mixed GC，Full Gc

• 分代回收

  • 伊甸园eden，最初对象都分配到这里，与幸存区合称新生代
  • 幸存区survivor，当伊甸园内存不足，回收后的幸存对象到这里，分成 from和to，采用标记复制算法
  • 老年代 old，当幸存区对象熬过几次回收（最多15次），晋升到老年代（幸存区内存不足或大对象会导致提前晋升)

• GC规模

  • Minor GC发生在新生代的垃圾回收，暂停时间短
  • Mixed GC新生代＋老年代部分区域的垃圾回收，G1收集器特有
  • Full GC新生代＋老年代完整垃圾回收，暂停时间长，应尽力避免

三色标记与并发漏标问题

• 用三种颜色记录对象的标记状态
  • 黑色–已标记
  • 灰色–标记中
  • 白色–还未标记
• 漏标问题-记录标记过程中变化
  • Incremental Update（增长更新）
    • 只要赋值发生，被赋值的对象就会被记录
  • Snapshot At The Beginning，SATB（原始对照）
    • 新加对象会被记录
    • 被删除引用关系的对象也被记录

垃圾回收器

• Parallel Gc（并行）
  • eden内存不足发生Minor GC，标记复制 STW（程序暂停）
  • old内存不足发生Full GC，标记整理 STW
  • 注重吞吐量
• ConcurrentMarkSweep(CMS) Gc（有内存碎片，基本废弃）
  • old并发标记，重新标记时需要STW，并发清除
  • Failback Full Gc
  • 注重响应时间
• G1 GC(默认回收器)
  • 响应时间与吞吐量兼顾
  • 划分成多个区域，每个区域都可以充当eden,survivor, old, humongous（存放大对象）
  • 新生代回收: eden内存不足，标记复制STw
  • 并发标记: old并发标记，重新标记时需要STw
  • 混合收集:并发标记完成，开始混合收集，参与复制的有eden. survivor、old,其中old会根据暂停时间目标，选择部分回收价值高的区域，复制时STw
  • Failback Full GC（保底）

内存溢出

• 项目中什么情况下会内存溢出，怎么解决的？
• 误用线程池导致的内存溢出（自定义线程池）（栈溢出）
• 查询数据量太大导致的内存溢出（分页）
• 动态生成类导致的内存溢出（将静态变量的对象，改成局部变量的对象）（元空间溢出）

类加载

• 类加载过程、双亲委派

• 加载

  • 将类的字节码载入方法区，并创建类.class 对象
  • 如果此类的父类没有加载，先加载父类
  • 加载是懒惰执行

• 链接

  • 验证–验证类是否符合Class规范，合法性、安全性检查
  • 准备–为static变量分配空间，设置默认值
  • 解析–将常量池的符号引用解析为直接引用

• 初始化

  • 执行静态代码块与非final静态变量的赋值
  • 初始化是懒惰执行

• 何为双亲委派

• 所谓的双亲委派，就是指优先委派上级类加载器进行加载，如果上级类加载器

  • 能找到这个类，由上级加载，加载后该类也对下级加载器可见
  • 找不到这个类，则下级类加载器才有咨格执行加载