JVM 总结

JVM 结构：

 

  图片来自：https://blog.csdn.net/SivanL/article/details/88865084

 

194、说一下JVM的主要组成部分？ 及其作用？

1) 类加载器 （ClassLoader）

2） 运行时数据区 （Runtime Data Area）

3） 执行引擎 （Execution Engine）

4） 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（Runtime Data Area）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，并不能直接交给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（Execution Engine），将字节码翻译成底层指令，再交给CPU去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来实现这个程序的功能。

 

195、说以下JVM运行时数据区？

不同虚拟机的运行数据区可能略微有所不同，但是都会遵从Java虚拟机规范，Java虚拟机规范规定的区域为以下5个部分：

1） 程序计数器（Program Counter Register）:当前线程所执行的字节码的行号指示器， 字节码解析器的工作是通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的字节码指令，分支，循环，跳转，异常处理，线程恢复等基础功能，都需要依赖这个计数器完成。

2）Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）: 用于存储局部变量，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。

3）本地方法栈（Native Method Stack）: 与虚拟机栈的作用一样的，只不过虚拟机栈服务Java方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用Native方法服务的；

4） Java堆（Java Heap）： Java虚拟机中内存最大的一块，是被所有线程共享的，几乎所有的对象实例都在这里分配内存

5） 方法区（Method Area）： 用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译后的代码等数据。

 

 196、说一下堆栈的区别？

功能方面： 堆是用来存放对象的，栈是用来执行程序的。

共享性： 堆是线程共享的，栈是线程私有的。

空间大小 : 堆大小远远大于栈。

 

 

197、队列和栈的是什么？ 有什么区别？

队列和栈都是被用来预存储数据的。

队列允许先进先出进行检索原生，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，但是他允许对元素后进先出进行检索。

 

 

198. 什么是双亲委派

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JVM内存中，然后再转化为class对象

 

类加载器的分类：

1）启动加载器（Bootstrap ClassLoader），

  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。

2) 扩展类加载器（Extension ClassLoader）

   加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件。还可以加载-D java.ext.dirs选项指定的目录

3） App加载器

    加载当前应用的classpath的所有类。

 

 

199、说一下类加载的执行过程？

1）加载： 根据查找路径找到相应的class文件然后导入

2）检查： 检查加载的class文件的正确性

3） 准备： 给类中的静态变量分配内存空间

4） 解析： 虚拟机将常量池中的符合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

5） 初始化： 对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

 

200、Java中有哪些引用类型？

强引用： 发生gc的时候不会被回收

软引用： 有用但不是必须的对象，在发生内存溢出之前不会被回收。

弱引用： 有用但不是必须的对象，在下一次GC时会被回收。

虚引用（幽灵引用/幻影引用）：无法通过虚引用获得对象，用PlantomReference实现虚引用，虚引用的用途是gc是返回一个通知。

 

202、JVM有哪些垃圾回收算法？

1、标记-清除算法： 标记无用对象，然后进行清除回收。缺点： 效率不高，无法清除垃圾碎片

2、标记-整理算法： 标记无用对象，让所有存活的对象都向一端移动，然后清除掉端边界以外的内存。

3、复制算法： 按照内存划分两个相等的内存区域，当一块用完的时候将或者的对象复制到另一块上，然后再把已使用的内存空间清理掉。 缺点： 内存使用率不要，只有原来的一半。

4、分代算法： 根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是新生代和老年代，新生代基本采用复制算法，老年采用标记整理算法。

 

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

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

ParNew：是Serail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，可以牺牲等待时间获取系统的吞吐量。

Parallel Old： 是Parallel的老生带版本， Parallel使用复制的内存回收算法，Parallel Old使用的标记整理算法。

CMS: 一种以获得最短停顿时间为目标的收集器，非常使用B/S系统。

G1： 一种兼顾吞吐量和停顿时间的GC实现，是JDK 9 以后的默认GC选项。

 

204、详解介绍一下CMS垃圾回收器？

CMS是英文Concurrent Mark-Sweep的简称，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。对应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:+UserConcMarkSweepGC”来指定CMS垃圾回收器。

CMS使用的是标记-清除算法，所以在gc的时候会产生大量的内存碎片，当剩余内存不能满足程序运行时，系统将会出现Concurrent Mode Failure，临时CMS会采用Serial Old回收器进行垃圾清除，此时的性能会被降低。

 

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： Serail， ParNew， Parallel Scavenge

老年代回收器： Serial Old， Parallel Old, CMS

整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器一般采用复制算法，复制算法的优点是效率高，缺点是内存利用率低；

老年代回收器标记-整理算法进行垃圾回收

 

206、简述分代垃圾回收器是怎么工作的？

分代垃圾回收器有两个分区： 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，新生代里有三个分区，Eden ， To Survivor， From Survivor， 它们的默认占比是8：1:1， 它的执行流程如下

把Eden + From Survivor存活的对象放入To Survivor区；

清空Edge 和 From Survivor分区

From Survivor和To Survivor分区交换，From Survivor变To Survivor， To Survivor 变From Survivor。

每次在From Survivor到To Survivor移动时都存活的对象，年龄就+1， 当年龄到达15（默认是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回收，一般使用标记整理算法。 以上这些循环往复构成了整个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这两款监控工具

jconsole： 用于对JVM中内存、线程和类等进行监控

jvisualvm： jdk自带的全能分享工具，可以分享： 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调优的参数有哪些？

-Xms2g: 初始堆大小为2g

-Xmx2g： 堆最大内存大小为2g

-XX:NewRatio=4: 设置新生代和老年代的内存比为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 + Serial Old垃圾回收器组合

-XX:+UseParallelOldGC: 指定使用ParNew + Parnew Old垃圾回收器组合

-XX:+UseConcMarkSweepGC :指定使用CMS + Serial Old垃圾回收器组合

-XX:+PrintGC： 开启打印gc信息

-XX:+PrintGCDetail： 打印gc详细信息。