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1.什么是 JVM#xff1f;它有什么作用#xff1f;
答#xff1a;JVM 是 Java Virtual Machine#xff08;Java 虚拟机#xff09;的缩写#xff0c;顾名思义它是一个虚 拟计算机#xff0c;也是 Java 程序能够实现跨平台的基础。它的作用是加载 Java 程…JVM 面试题汇总
1.什么是 JVM它有什么作用
答JVM 是 Java Virtual MachineJava 虚拟机的缩写顾名思义它是一个虚 拟计算机也是 Java 程序能够实现跨平台的基础。它的作用是加载 Java 程序 把字节码翻译成机器码再交由 CPU 执行的一个虚拟计算器。
2.JVM 主要组成部分有哪些
答JVM 主要组成部分如下
• 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 Interface3.JVM 是如何工作的
答首先程序在执行之前先要把 Java 代码.java转换成字节码.classJVM 通过类加载器ClassLoader把字节码加载到内存中但字节码文件是 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机器码再交由 CPU 去执 行CPU 执行的过程中需要调用本地库接口Native Interface来完成整个程序 的运行。
4.JVM 内存布局是怎样的
答不同虚拟机实现可能略微有所不同但都会遵从 Java 虚拟机规范Java 8 虚 拟机规范规定Java 虚拟机所管理的内存将会包括以下几个区域
• 程序计数器Program Counter Register
• Java 虚拟机栈Java Virtual Machine Stacks
• 本地方法栈Native Method Stack
• Java 堆Java Heap
• 方法区Methed Area① 程序计数器
程序计数器Program Counter Register是一块较小的内存空间它可以看作是 当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里字节码解析器的 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来完成。 由于 JVM 的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的 也就是任何时刻一个处理器或者说一个内核都只会执行一条线程中的指令。 因此为了线程切换后能恢复到正确的执行位置每个线程都有独立的程序计数器。 如果线程正在执行 Java 中的方法程序计数器记录的就是正在执行虚拟机字节码 指令的地址如果是 Native 方法这个计数器就为空undefined因此该内 存区域是唯一一个在 Java 虚拟机规范中没有规定 OutOfMemoryError 的区域。
② Java 虚拟机栈
Java 虚拟机栈Java Virtual Machine Stacks描述的是 Java 方法执行的内存模 型每个方法在执行的同时都会创建一个线帧Stack Frame用于存储局部变量 表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息每个方法从调用直至执行完成的过 程都对应着一个线帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的栈深度就会抛出
StackOverflowError 异常。• 如果虚拟机是可以动态扩展的如果扩展时无法申请到足够的内存就会抛
出 OutOfMemoryError 异常。③ 本地方法栈
本地方法栈Native Method Stack与虚拟机栈的作用是一样的只不过虚拟机 栈是服务 Java 方法的而本地方法栈是为虚拟机调用 Native 方法服务的。 在 Java 虚拟机规范中对于本地方法栈没有特殊的要求虚拟机可以自由的实现 它因此在 Sun HotSpot 虚拟机直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一了。
④ Java 堆
Java 堆Java Heap是 JVM 中内存最大的一块是被所有线程共享的在虚拟 机启动时候创建Java 堆唯一的目的就是存放对象实例几乎所有的对象实例都 在这里分配内存随着 JIT 编译器的发展和逃逸分析技术的逐渐成熟栈上分配、 标量替换优化的技术将会导致一些微妙的变化所有的对象都分配在堆上渐渐变得 不那么绝对了。 如果在堆中没有内存完成实例分配并且堆不可以再扩展时将会抛出 OutOfMemoryError。 Java 虚拟机规范规定Java 堆可以处在物理上不连续的内 存空间中只要逻辑上连续即可就像我们的磁盘空间一样。在实现上也可以是固 定大小的也可以是可扩展的不过当前主流的虚拟机都是可扩展的通过 -Xmx 和 -Xms 控制。
⑤ 方法区
方法区Methed Area用于存储已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。 很多人把方法区称作“永久代”Permanent Generation本质上两者并不等价 只是 HotSpot 虚拟机垃圾回收器团队把 GC 分代收集扩展到了方法区或者说是 用来永久代来实现方法区而已这样能省去专门为方法区编写内存管理的代码但 是在 JDK 8 也移除了“永久代”使用 Native Memory 来实现方法区。 当方法无法满足内存分配需求时会抛出 OutOfMemoryError 异常。
5.在 Java 中负责字节码解释执行的是
A应用服务器 B垃圾回收器 C虚拟机 D编译器 答C
6.静态变量存储在哪个区
A栈区 B堆区 C全局区 D常量区 答C 题目解析栈区存放函数的参数值局部变量的值等堆区存放的是程序员创建的 对象全局区存放全局变量和静态变量常量区存放常量字符串。
7.垃圾回收算法有哪些
答垃圾回收算法如下。
• 引用计数器算法引用计算器判断对象是否存活的算法是这样的给每一
个对象设置一个引用计数器每当有一个地方引用这个对象的时候计数
器就加 1与之相反每当引用失效的时候就减 1。• 可达性分析算法在主流的语言的主流实现中比如 Java、C#甚至是古
老的 Lisp 都是使用的可达性分析算法来判断对象是否存活的。这个算法的
核心思路就是通过一些列的“GC Roots”对象作为起始点从这些对象开始往
下搜索搜索所经过的路径称之为“引用链”。当一个对象到 GC Roots 没有
任何引用链相连的时候证明此对象是可以被回收的。• 复制算法复制算法是将内存分为大小相同的两块当这一块使用完了
就把当前存活的对象复制到另一块然后一次性清空当前区块。此算法的
缺点是只能利用一半的内存空间。• 标记-清除算法此算法执行分两阶段第一阶段从引用根节点开始标记所
有被引用的对象第二阶段遍历整个堆把未标记的对象清除。此算法需
要暂停整个应用同时会产生内存碎片。• 标记-整理此算法结合了“标记-清除”和“复制”两个算法的优点。分为两个
阶段第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象第二阶段遍历整个
堆把清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块按顺序排
放。此算法避免了“标记-清除”的碎片问题同时也避免了“复制”算法的空间
问题。8.哪些对象可以作为引用链的 Root 对象
答引用链的 Root 对象可以为以下内容 • Java 虚拟机栈中的引用对象 • 本地方法栈中 JNI既一般说的 Native 方法引用的对象 • 方法区中类静态常量的引用对象 • 方法区中常量的引用对象。
9.对象引用关系都有哪些
答不管是引用计数法还是可达性分析算法都与对象的“引用”有关这说明对象的 引用决定了对象的生死对象的引用关系如下。
• 强引用在代码中普遍存在的类似 Object obj new Object() 这类引
用只要强引用还在垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。• 软引用是一种相对强引用弱化一些的引用可以让对象豁免一些垃圾收
集只有当 JVM 认为内存不足时才会去试图回收软引用指向的对象
JVM 会确保在抛出 OutOfMemoryError 之前清理软引用指向的对象。• 弱引用非必需对象但它的强度比软引用更弱被弱引用关联的对象只
能生存到下一次垃圾收集发生之前。• 虚引用也称为幽灵引用或幻影引用是最弱的一种引用关系无法通过
虚引用来获取一个对象实例为对象设置虚引用的目的只有一个就是当
着个对象被收集器回收时收到一条系统通知。10.内存溢出和内存泄漏的区别是什么
答内存溢出和内存泄漏的区别如下 • 内存溢出是指程序申请内存时没有足够的内存就会报错 OutOfMemory • 内存泄漏是指垃圾对象无法回收可以使用 Memory Analyzer 等工具排出 内存泄漏。
11.垃圾回收的分类都有哪些
答垃圾回收的分类如下
• 新生代回收器Serial、ParNew、Parallel Scavenge
• 老年代回收器Serial Old、Parallel Old、CMS
• 整堆回收器G112.分代垃圾回收器的组成部分有哪些
答分代垃圾回收器是由新生代Young Generation和老生代Tenured Generation组成的默认情况下新生代和老生代的内存比例是 1:2。
13.新生代的组成部分有哪些
答新生代是由Eden、Form Survivor、To Survivor 三个区域组成的它们内存 默认占比是 8:1:1。
14.新生代垃圾回收是怎么执行的
答新生代垃圾回收的执行过程如下 ① Eden 区 From Survivor 区存活着的对象复制到 To Survivor 区 ② 清空 Eden 和 From Survivor 分区 ③ From Survivor 和 To Survivor 分区交换From 变 ToTo 变 From。
15.为什么新生代有两个 Survivor 分区
答当新生代的 Survivor 分区为 2 个的时候不论是空间利用率还是程序运行 的效率都是最优的。
• 如果 Survivor 是 0 的话也就是说新生代只有一个 Eden 分区每次垃
圾回收之后存活的对象都会进入老生代这样老生代的内存空间很快就
被占满了从而触发最耗时的 Full GC 显然这样的收集器的效率是我们
完全不能接受的。• 如果 Survivor 分区是 1 个的话假设把两个区域分为 1:1那么任何时候
都有一半的内存空间是闲置的显然空间利用率太低不是最佳的方案。但
如果设置内存空间的比例是 8:2 只是看起来似乎“很好”假设新生代的
内存为 100 MB Survivor 大小为 20 MB 现在有 70 MB 对象进行垃
圾回收之后剩余活跃的对象为 15 MB 进入 Survivor 区这个时候新生
代可用的内存空间只剩了 5 MB这样很快又要进行垃圾回收操作显然这
种垃圾回收器最大的问题就在于需要频繁进行垃圾回收。• 如果 Survivor 分区有 2 个分区我们就可以把 Eden、From Survivor、To
Survivor 分区内存比例设置为 8:1:1 那么任何时候新生代内存的利用率
都 90% 这样空间利用率基本是符合预期的。再者就是虚拟机的大部分对
象都符合“朝生夕死”的特性因此每次新对象的产生都在空间占比比较大的
Eden 区垃圾回收之后再把存活的对象方法存入 Survivor 区如果是
Survivor 区存活的对象那么“年龄”就 1 当年龄增长到 15 可通过
-XX:MaxTenuringThreshold 设定对象就升级到老生代。经过以上对比可以得出结论当新生代的 Survivor 分区为 2 个的时候不论 是空间利用率还是程序运行的效率都是最优的。
16.什么是 CMS 垃圾回收器
答CMSConcurrent Mark Sweep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。
17.CMS 垃圾回收器有哪些优缺点
答CMS 垃圾回收器的优点是使用多线程标记清除垃圾的它缺点如下。
• 对 CPU 资源要求敏感CMS 回收器过分依赖于多线程环境默认情况
下开启的线程数为CPU 的数量 3/ 4当 CPU 数量少于 4 个时
CMS 对用户本身的操作的影响将会很大因为要分出一半的运算能力去执
行回收器线程• CMS 无法清除浮动垃圾浮动垃圾指的是 CMS 清除垃圾的时候还有用
户线程产生新的垃圾这部分未被标记的垃圾叫做“浮动垃圾”只能在下次
GC 的时候进行清除• CMS 垃圾回收会产生大量空间碎片CMS 使用的是标记-清除算法所有
在垃圾回收的时候回产生大量的空间碎片。18.什么是 G1 垃圾回收器
答G1 垃圾回收器是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。G1 可以直观的设定停顿时间的目标相比于 CMS CGG1 未必 能做到 CMS 在最好情况下的延时停顿但是最差情况要好很多。 G1 GC 仍然存在着年代的概念但是其内存结构并不是简单的条带式划分而是 类似棋盘的一个个 Region。Region 之间是复制算法但整体上实际可看作是标 记 - 整理Mark-Compact算法可以有效地避免内存碎片尤其是当 Java 堆 非常大的时候G1 的优势更加明显。
19.垃圾回收的调优参数有哪些
答垃圾回收的常用调优如下
• -Xmx:512 设置最大堆内存为 512 M
• -Xms:215 初始堆内存为 215 M
• -XX:MaxNewSize 设置最大年轻区内存
• -XX:MaxTenuringThreshold5 设置新生代对象经过 5 次 GC 晋升到老年
代
• -XX:PretrnureSizeThreshold 设置大对象的值超过这个值的大对象直接进
入老生代
• -XX:NewRatio 设置分代垃圾回收器新生代和老生代内存占比
• -XX:SurvivorRatio 设置新生代 Eden、Form Survivor、To Survivor 占比。
