JVM内存模型（面试题）

简介

Java虚拟机（JVM）内存模型定义了JVM在运行Java应用程序时如何管理内存的规则和机制。JVM内存模型主要分为以下几个部分：

1. 方法区（Method Area）： 方法区是JVM的一部分，用于存储类的元数据信息，例如类的结构、字段、方法代码等。在方法区中，还包含常量池，用于存储编译时生成的字面常量和符号引用。方法区通常在JVM启动时创建，它的大小可以通过命令行参数进行配置。

2. 堆内存（Heap）： 堆内存是用于存储Java对象实例的区域。所有通过new关键字创建的对象都存储在堆内存中。堆内存是JVM中最大的内存区域，也是垃圾回收的主要工作区域。堆内存的大小可以通过命令行参数进行配置，但它的大小通常是动态分配的，取决于应用程序的需求。

3. 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）： 虚拟机栈是每个线程独有的，用于存储方法的局部变量、方法参数、返回地址和操作数栈等信息。每个方法的调用都会在虚拟机栈上创建一个帧（Frame），帧中包含了方法的局部变量表和操作数栈。虚拟机栈有固定的深度，超出深度会抛出栈溢出异常。

4. 本地方法栈（Native Method Stacks）： 本地方法栈类似于虚拟机栈，但它是为本地（Native）方法服务的，本地方法是用其他语言（如C或C++）编写的方法，可以被Java调用。本地方法栈的大小也可以通过命令行参数进行配置。

5. 程序计数器（Program Counter）： 程序计数器是每个线程私有的，用于存储当前线程执行的字节码指令地址。在多线程环境下，程序计数器用于线程切换时恢复执行位置。

6. 直接内存（Direct Memory）： 直接内存并不是JVM内部的一部分，但它与JVM密切相关。直接内存是使用java.nio包中的ByteBuffer等类时分配的，它不受JVM内存管理的控制，而是由操作系统管理的。通常用于I/O操作和NIO（New I/O）库。

7. 元空间（Metaspace）： 元空间是方法区的替代，用于存储类的元数据信息。与方法区不同，元空间的大小可以根据应用程序的需求动态增长，不再有固定的上限。元空间的内存通常由操作系统管理，不再受到JVM的直接限制。

需要注意的是，JVM内存模型的具体实现可以因不同的JVM厂商和版本而有所不同，因此在特定的JVM上可能会有一些细微的差异。理解JVM内存模型对于Java开发人员非常重要，因为它有助于优化内存使用、处理内存泄漏和性能调优等方面的任务。

一、介绍下JVM的内存模式

1、堆和方法区都是线程公有的

2、栈和计数器是线程私有的

二、堆里面都有哪些东西 

1、分为新生代和老年代。

2、新生代分为，伊甸园和S0，S1区

三、垃圾回收算法都有哪些

1、标记-清除算法

缺点：极端情况下，需要标记大量的对象进行回收时，执行效率会跟着对象的数量增长而降低，以及存在不连续空间

2、复制-清除算法

优点，解决标记清除算法的，不连续空间的问题，

缺点：如果存活对象比较多，复制的对象较多，效率也会降低

3、标记-整理算法

1、标记存活的对象，并进行整理，解决了标记-清除碎片空间的问题（老年代采用）

2、其余使用标记-清除算法，暂时可以容忍碎片空间问题，直到容忍不了了，采用标记-整理

3、整理的时候，会停止项目的运行

四、垃圾回收器

1、新生代：Serial，ParNew,ParallelScavenge 

2、老年代：CMS，MSC，ParallelOld

3、整体回收：G1 

五、永久代和元空间的有什么不同

永久代是JVM 7之前版本中的方法区实现，而元空间是JVM 8及以后版本的新方法区实现。元空间不再有固定大小，而永久代有限制。永久代容易导致内存泄漏和OutOfMemoryError，而元空间更加灵活。 

  六、方法区存储了什么

方法区存储类的元数据信息，包括类的结构、字段、方法代码、常量池等

七、什么是双亲委派

双亲委派模型是一种类加载器的工作机制，它通过父类加载器尝试加载类，只有在父类加载器无法加载时，才由子类加载器加载，从而确保类的唯一性和安全性。 

八、jvm内存管理如何工作 

JVM负责管理Java应用程序的内存，包括堆内存、方法区、虚拟机栈等。它通过垃圾回收机制来自动回收不再被引用的对象，释放内存。

九、JVM的运行时数据区域有哪些？ 

JVM的运行时数据区域包括堆、方法区、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器、元空间（或永久代，取决于JVM版本）

十、什么是Java虚拟机栈溢出（StackOverflowError）和堆内存溢出（OutOfMemoryError）？如何避免它们？ 

1. Java虚拟机栈溢出通常是由于方法调用层次太深，导致栈空间耗尽。堆内存溢出通常是由于创建太多对象，导致堆空间耗尽。可以通过优化递归调用和合理管理内存来避免这些问题。

这些问题涵盖了JVM的基本概念和一些高级主题，对于Java开发人员来说，了解JVM是非常重要的，因为它直接影响到应用程序的性能和稳定性。在面试中，这些问题可能会被用来评估候选人的Java基础知识和编程经验。

十一、什么是Java堆和Java栈？它们之间有什么区别？

 Java堆是用于存储对象实例的内存区域，而Java栈是用于存储方法调用和局部变量的内存区域。主要区别在于，堆是共享的，存储对象的实例，而栈是线程私有的，存储方法调用的信息和局部变量。栈内存的生命周期短暂，而堆内存的生命周期更长。

十二、什么是JVM？它的主要作用是什么？

答： JVM是Java虚拟机的缩写，它是Java程序的运行环境，负责将Java源代码编译成字节码并执行。它的主要作用包括字节码解释、内存管理、垃圾回收、即时编译等。