推荐使用小程序阅读为了能让您更加方便的阅读 目录 1. JVM 基础1.1 JVM 内存分哪几个区,每个区的作用是什么?方法区1. 有时候也成为永久代,在该区内很少发生垃圾回收,但是并不代表不发生 GC,在这里进行的 GC 主要是对方法区里的常量池和对类型的卸载 2. 方法区主要用来存储已被虚拟机加载的类的信息、常量、静态变量和即时编译器编译后的代码等数据。 3. 该区域是被线程共享的。 4. 方法区里有一个运行时常量池,用于存放静态编译产生的字面量和符号引用。该常量池具有动态性,也就是说常量并不一定是编译时确定,运行时生成的常量也会存在这个常量池中。 虚拟机栈:
本地方法栈本地方法栈和虚拟机栈类似,只不过本地方法栈为 Native 方法服务。 堆java 堆是所有线程所共享的一块内存,在虚拟机启动时创建,几乎所有的对象实例都在这里创建,因此该区域经常发生垃圾回收操作。 程序计数器内存空间小,字节码解释器工作时通过改变这个计数值可以选取下一条需要执行的字节码指令,分支、循环、跳转、异常处理和线程恢复等功能都需要依赖这个计数器完成。该内存区域是唯一一个 java 虚拟机规范没有规定任何 OOM 情况的区域。 1.2 对象的访问定位有几种方式?
句柄访问
直接指针访问如果使用直接指针访问,引用 中存储的直接就是对象地址,那么 1.3 JVM内存模型是什么?java 内存模型(JMM)是线程间通信的控制机制.JMM 定义了主内存和线程之间抽象关系。线程之间的共享变量存储在主内存(main memory)中,每个线程都有一个私有的本地内存(local memory),本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是 JMM 的一个抽象概念,并不真实存在。它涵盖了缓存,写缓冲区,寄存器以及其他的硬件和编译器优化。Java 内存模型的抽象示意图如下: 线程 A 与线程 B 之间如要通信的话,必须要经历下面 2 个步骤:
1.4 finalize()方法什么时候被调用?析构函数(finalization)的目的是什么?垃圾回收器(garbage colector)决定回收某对象时,就会运行该对象的finalize()方法; GC本来就是内存回收了,应用还需要在finalization做什么呢? 答案是大部分时候,什么都不用做(也就是不需要重载)。只有在某些很特殊的情况下,比如你调用了一些native的方法(一般是C写的),可以要在finaliztion里去调用C的释放函数。 1.5 什么是深拷贝和浅拷贝?什么是深复制和浅复制?浅拷贝(shallowCopy)只是增加了一个指针指向已存在的内存地址, 深拷贝(deepCopy)是增加了一个指针并且申请了一个新的内存,使这个增加的指针指向这个新的内存, 使用深拷贝的情况下,释放内存的时候不会因为出现浅拷贝时释放同一个内存的错误。 浅复制:仅仅是指向被复制的内存地址,如果原地址发生改变,那么浅复制出来的对象也会相应的改变。 深复制:在计算机中开辟一块新的内存地址用于存放复制的对象。 1.6 说一下堆栈的区别?
1.7 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。
1.8 Java会存在内存泄漏吗?请简单描述内存泄漏是指不再被使用的对象或者变量一直被占据在内存中。理论上来说,Java是有GC垃圾回收机制的,也就是说,不再被使用的对象,会被GC自动回收掉,自动从内存中清除。 但是,即使这样,Java也还是存在着内存泄漏的情况,java导致内存泄露的原因很明确:长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄露,尽管短生命周期对象已经不再需要,但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收,这就是java中内存泄露的发生场景。 1.9 Java对象结构是什么?Java对象由三个部分组成:对象头、实例数据、对齐填充。
1.10 引用的分类有几种?
2. JVM 垃圾回收2.1 如和判断一个对象是否存活?(或者 GC 对象的判定方法)判断一个对象是否存活有两种方法: 引用计数法所谓引用计数法就是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时,就将计数器加一,引用失效时,计数器就减一。当一个对象的引用计数器为零时,说明此对象没有被引用,也就是“死对象”,将会被垃圾回收. 引用计数法有一个缺陷就是无法解决循环引用问题,也就是说当对象 A 引用对象 B,对象 B 又引用者对象 A,那么此时 A,B 对象的引用计数器都不为零,也就造成无法完成垃圾回收,所以主流的虚拟机都没有采用这种算法。 可达性算法(引用链法)该算法的思想是:从一个被称为 GC Roots 的对象开始向下搜索,如果一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时,则说明此对象不可用。在 java 中可以作为 GC Roots 的对象有以下几种:
虽然这些算法可以判定一个对象是否能被回收,但是当满足上述条件时,一个对象不一定会被回收。当一个对象不可达 GC Root 时,这个对象并不会立马被回收,而是出于一个死缓的阶段,若要被真正的回收需要经历两次标记 如果对象在可达性分析中没有与 GC Root 的引用链,那么此时就会被第一次标记并且进行一次筛选,筛选的条件是是否有必要执行 finalize()方法。当对象没有覆盖 finalize()方法或者已被虚拟机调用过,那么就认为是没必要的。 如果该对象有必要执行 finalize()方法,那么这个对象将会放在一个称为 F-Queue 的对队列中,虚拟机会触发一个 Finalize()线程去执行,此线程是低优先级的,并且虚拟机不会承诺一直等待它运行完,这是因为如果 finalize()执行缓慢或者发生了死锁,那么就会造成 F-Queue 队列一直等待,造成了内存回收系统的崩溃。GC 对处于 F-Queue 中的对象进行第二次被标记,这时,该对象将被移除”即将回收”集合,等待回收。 2.2 简述 java 垃圾回收机制?在 java 中,程序员是不需要显示的去释放一个对象的内存的,而是由虚拟机自行执行。在JVM 中,有一个垃圾回收线程,它是低优先级的,在正常情况下是不会执行的,只有在虚拟机空闲或者当前堆内存不足时,才会触发执行,扫面那些没有被任何引用的对象,并将它们添加到要回收的集合中,进行回收。 2.3 垃圾回收有什么目的?什么时候进行垃圾回收?垃圾回收是在内存中存在没有引用的对象或超过作用域的对象时进行的。 垃圾回收的目的是识别并且丢弃应用不再使用的对象来释放和重用资源。 2.4 如果对象的引用被置为null,垃圾收集器是否会立即释放对象占用的内存?不会,在下一个垃圾回调周期中,这个对象将是被可回收的。 也就是说并不会立即被垃圾收集器立刻回收,而是在下一次垃圾回收时才会释放其占用的内存。 2.5 GC是什么?为什么要GC?GC是垃圾收集的意思,内存处理是编程人员容易出现问题的地方,忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃,Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的,Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java程序员不用担心内存管理,因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集,可以调用下面的方法之一:System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ,但JVM可以屏蔽掉显示的垃圾回收调用。 垃圾回收可以有效的防止内存泄露,有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行,不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收,程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在Java诞生初期,垃圾回收是Java最大的亮点之一,因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题,然而时过境迁,如今Java的垃圾回收机制已经成为被诟病的东西。移动智能终端用户通常觉得iOS的系统比Android系统有更好的用户体验,其中一个深层次的原因就在于android系统中垃圾回收的不可预知性。 补充:垃圾回收机制有很多种,包括:分代复制垃圾回收、标记垃圾回收、增量垃圾回收等方式。标准的Java进程既有栈又有堆。栈保存了原始型局部变量,堆保存了要创建的对象。Java平台对堆内存回收和再利用的基本算法被称为标记和清除,但是Java对其进行了改进,采用“分代式垃圾收集”。这种方法会跟Java对象的生命周期将堆内存划分为不同的区域,在垃圾收集过程中,可能会将对象移动到不同区域:
2.6 垃圾回收的优点有那些?
2.7 垃圾回收器的基本原理是什么?对于GC来说,当程序员创建对象时,GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况。 2.8 垃圾回收器可以马上回收内存吗?不会;通常,GC采用有向图的方式记录和管理堆(heap)中的所有对象。通过这种方式确定哪些对象是"可达的",哪些对象是"不可达的"。当GC确定一些对象为"不可达"时,GC就有责任回收这些内存空间。而这个回收操作时达到一定阈值或者条件之后才会触发回收;并不是实时的。 2.9 有什么办法主动通知虚拟机进行垃圾回收?可以。程序员可以手动执行System.gc(),通知GC运行,但是Java语言规范并不保证GC一定会执行。 2.10 Java 中都有哪些引用类型?
2.11 JVM中的永久代中会发生垃圾回收吗?垃圾回收不会发生在永久代,如果永久代满了或者是超过了临界值,会触发完全垃圾回收(Full GC)。如果你仔细查看垃圾收集器的输出信息,就会发现永久代也是被回收的。这就是为什么正确的永久代大小对避免Full GC是非常重要的原因。
2.12 JVM 有哪些垃圾回收算法?
2.13 简述一下标记-清除算法标记无用对象,然后进行清除回收。 标记-清除算法(Mark-Sweep)是一种常见的基础垃圾收集算法,它将垃圾收集分为两个阶段:
标记-清除算法之所以是基础的,是因为后面讲到的垃圾收集算法都是在此算法的基础上进行改进的。 优点:实现简单,不需要对象进行移动。 缺点:标记、清除过程效率低,产生大量不连续的内存碎片,提高了垃圾回收的频率。 标记-清除算法的执行的过程如下图所示 2.14 简述一下复制算法为了解决标记-清除算法的效率不高的问题,产生了复制算法。它把内存空间划为两个相等的区域,每次只使用其中一个区域。垃圾收集时,遍历当前使用的区域,把存活对象复制到另外一个区域中,最后将当前使用的区域的可回收的对象进行回收。
复制算法的执行过程如下图所示 2.15 简述一下标记-整理算法在新生代中可以使用复制算法,但是在老年代就不能选择复制算法了,因为老年代的对象存活率会较高,这样会有较多的复制操作,导致效率变低。标记-清除算法可以应用在老年代中,但是它效率不高,在内存回收后容易产生大量内存碎片。因此就出现了一种标记-整理算法(Mark-Compact)算法,与标记-整理算法不同的是,在标记可回收的对象后将所有存活的对象压缩到内存的一端,使他们紧凑的排列在一起,然后对端边界以外的内存进行回收。回收后,已用和未用的内存都各自一边。
标记-整理算法的执行过程如下图所示 2.16 简述一下分代收集算法当前商业虚拟机都采用分代收集的垃圾收集算法。分代收集算法,顾名思义是根据对象的存活周期将内存划分为几块。一般包括年轻代、老年代 和 永久代 如图所示: 2.17 JVM 有哪些垃圾回收器?如果说垃圾收集算法是内存回收的方法论,那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。下图展示了7种作用于不同分代的收集器,其中用于回收新生代的收集器包括Serial、PraNew、Parallel Scavenge,回收老年代的收集器包括Serial Old、Parallel Old、CMS,还有用于回收整个Java堆的G1收集器。不同收集器之间的连线表示它们可以搭配使用。
2.18 详细介绍一下 CMS 垃圾回收器?CMS 是英文 Concurrent Mark-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 Concurrent Mode Failure,临时 CMS 会采用 Serial Old 回收器进行垃圾清除,此时的性能将会被降低。 2.19 新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器都有哪些?有什么区别?
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。 2.20 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、To Survivor、From Survivor,它们的默认占比是 8:1:1,它的执行流程如下:
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。 3. JVM 类加载3.1 JVM类加载的时机?5种场景会触发类加载:
3.2 JVM类加载过程?类从被加载到虚拟机内存开始,到卸载出内存为止,整个生命周期包括:加载,验证,准备,解析,初始化,使用和卸载 加载
验证验证就是确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全
准备准备阶段是正式为类静态变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量所使用的内存都在方法区中进行分配 public static int value = 123 //在准备阶段 value的值是 0 并不是123 public static final int value = 123 // 准备阶段value 的值为123 如果属性有Constant Value 属性,那么在准备阶段变量就会被初始化为所指定的值 这时候进行内存分配的仅包括类变量(static),而不包括实例变量,实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中 这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值(如0、0L、null、false等),而不是被在Java代码中被显式地赋予的值 解析解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程
主要包含:
初始化初始化,为类的静态变量赋予正确的初始值,JVM负责对类进行初始化,主要对类变量进行初始化。在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式:
JVM初始化步骤:
类的初始化
卸载
3.3 JVM加载Class文件的原理机制是什么?Java中的所有类,都需要由类加载器装载到JVM中才能运行。类加载器本身也是一个类,而它的工作就是把class文件从硬盘读取到内存中。在写程序的时候,我们几乎不需要关心类的加载,因为这些都是隐式装载的,除非我们有特殊的用法,像是反射,就需要显式的加载所需要的类。 类装载方式,有两种 :
Java类的加载是动态的,它并不会一次性将所有类全部加载后再运行,而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中,至于其他类,则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。 3.4 什么是类加载器,类加载器有哪些?实现通过类的权限定名获取该类的二进制字节流的代码块叫做类加载器。 主要有一下四种类加载器:
3.5 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:
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。 当一个类收到了类加载请求时,不会自己先去加载这个类,而是将其委派给父类,由父类去加载,如果此时父类不能加载,反馈给子类,由子类去完成类的加载。 4. JVM调优4.1 用过那些JVM 调优的工具?常用调优工具分为两类,jdk自带监控工具:jconsole和jvisualvm,第三方有:MAT(Memory Analyzer Tool)、GChisto。
4.2 常用的 JVM 调优的参数都有哪些?
4.3 如何分析GC日志?摘录GC日志一部分(前部分为年轻代gc回收;后部分为full gc回收): 20xx-0x-0xT10:43:18.093+0800: 25.395: [GC [PSYoungGen: 274931K->10738K(274944K)] 371093K->147186K(450048K), 0.0668480 secs] [Times: user=0.17 sys=0.08, real=0.07 secs] 20xx-0x-0xT10:43:18.160+0800: 25.462: [Full GC [PSYoungGen: 10738K->0K(274944K)] [ParOldGen: 136447K->140379K(302592K)] 147186K->140379K(577536K) [PSPermGen: 85411K->85376K(171008K)], 0.6763541 secs] [Times: user=1.75 sys=0.02, real=0.68 secs] 通过上面日志分析得出,PSYoungGen、ParOldGen、PSPermGen属于Parallel收集器。其中PSYoungGen表示gc回收前后年轻代的内存变化;ParOldGen表示gc回收前后老年代的内存变化;PSPermGen表示gc回收前后永久区的内存变化。young gc 主要是针对年轻代进行内存回收比较频繁,耗时短;full gc 会对整个堆内存进行回城,耗时长,因此一般尽量减少full gc的次数 4.4 JVM调优命令有那些?Sun JDK监控和故障处理命令有jps jstat jmap jhat jstack jinfo
4.5 你知道哪些JVM性能调优方式有那些?
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