Java面试常见问题-Jvm篇

1. ### Java 类加载器有几种？
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	![](/media/202410/2024-10-18_172738_6929780.7168972421827279.jpeg)
2. ### 说一下有哪些类加载场景？
	![](/media/202410/2024-10-18_172810_2312390.6319174199788873.jpeg)

3. ### 说说 Java 类加载机制是什么？说说 new 创建一个普通对象的过程？
	- 类加载的过程包括了：加载、验证、准备、解析、初始化。
	![](/media/202410/2024-10-18_172912_3877220.14716888409986695.jpeg)
	- new 创建一个普通对象的过程如下：
		- 检测类是否被加载过
		- 为对象分配内存
		- 为分配的内存空间初始化为 0
		- 对对象进行其他相关设置
		- 执行 init 方法
		![](/media/202410/2024-10-18_173038_8528160.4852032208728262.jpeg)

4. ### 说说类的生命周期？
	注意类生命周期和对象声明周期，类生命周期主要有以下几个阶段：
	![](/media/202410/2024-10-18_173116_8610740.303903166366282.jpeg)
	![](/media/202410/2024-10-18_173139_7279470.5280791234679775.jpeg)

5. ### 什么是双亲委派模型？
	![](/media/202410/2024-10-18_173238_9570820.7841228477073726.jpeg)
6. ### 如何破坏双亲委派模型？
	![](/media/202410/2024-10-18_173328_4882000.8873682380209922.jpeg)

7. ### 能不能自己也写一个 java.lang.String 类？
	可以写，能编译，但是不能 run。禁止使用包名：java.开头的包名。
	定义一个普通类：
	```java
	package java.lang;
	public class MyTest {
		public MyTest() { }
		public MyTest(String str, int a) { }
		public int length(){
			return 10;
		}
		public static void main(String[] args) {
			MyTest myTest =new MyTest("lang",1);
			myTest.length();
		}
	}
	```
	运行：
	![](/media/202410/2024-10-18_173609_3485500.7837055111705507.jpeg)
	具体校验的源码地方：
	![](/media/202410/2024-10-18_173641_8915790.5768103026235305.jpeg)
	**结论就是定义包目录的时候，不能以 java. 开头。**

8. ### 说一下 JVM 运行时数据区有哪些？分别说一下它们的功能
	此题我想用我的方法说，不像网上一堆一堆抄书上的，希望能对大家有所帮助，如果没多大帮助，那可以网上找个看看，只能说抱歉了。
	![](/media/202410/2024-10-18_173724_4318360.930059048113905.jpeg)
	#### 下面我们直入主题：
	>d **每个线程单独拥有的**：程序计数器、Java 虚拟机栈、本地方法栈

>d **所有线程都共同有的：** 方法区、堆

>i 如果你在 Java 代码里创建一个线程，相应 JVM 虚拟机中就创建与之对应的程序计数器、Java 虚拟机栈、本地方法栈，同时方法区和堆是在虚拟机启动就已经有了。
	- #### 程序计数器
	可以简单理解为：程序计数器是记录执行到你代码的的第几行了，每个线程各自对应自己的程序计数器。
	- #### Java 虚拟机栈
	虚拟机会为每个线程分配一个虚拟机栈，每个虚拟机栈中都有若干个栈帧，每个栈帧中存储了局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址等。一个栈帧就对应 Java 代码中的一个方法，当线程执行到一个方法时，就代表这个方法对应的栈帧已经进入虚拟机栈并且处于栈顶的位置，每一个 Java 方法从被调用到执行结束，就对应了一个栈帧从入栈到出栈的过程。一个线程的生命周期和与之对应的 Java 虚拟机栈的生命周期相同。
	一个线程进来就创建虚拟机栈，该线程调用的方法就是栈帧，进入方法，栈帧就入栈（虚拟机栈），出方法就是出虚拟机栈。可以通过下面两张图进行理解：
	![](/media/202410/2024-10-18_174350_1446840.015418999226818997.jpeg)

![](/media/202410/2024-10-18_174426_8162700.547836727669495.jpeg)
	 - #### 本地方法栈
	 和 Java 虚拟机栈类似，Java 虚拟机栈针对的是 Java 方法，而本地方法栈针对的 native 修饰的方法。
	 - #### 堆
	 JVM 几乎所有的对象的内存分配都在堆里。由于对象是有生命周期的，所以把堆又分成了新生代和老年代。
		 - 新生代和老年代大小比例 = 1:2（默认）。
		 - 新生代又分为 Eden、S0、S1 区域，Ede:S0:S1=8:1:1
		 - 大多数对象在 Eden 区出生和死亡。
		 >i Eden 区存活下来的对象进入 S0 区，S0 区活下来的对象放到 S1，S1 区活下来的对象放到 S0 区，这过程中 S0 和 S1 至少有一个区域是空着的。并且对象每次倒腾一次自己的年龄就加 1，直达加到 15 岁的时候，就直接入老年代了。有的大对象可以直接进入老年代，条件是把该对象的大小以及达到了能直接进入老年代的条件了（阈值可以设置）。

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- #### 方法区
	 先按照图中的关键字回答。但是方法区由于 JDK 版本有所变动。
	![](/media/202410/2024-10-18_175004_7694570.25741634077618347.jpeg)
	 回答的时候，一定要说一下方法区由于 JDK 版本有所变动。版本变动情况如下：
	![](/media/202410/2024-10-18_175031_3341700.5036236944669679.jpeg)

9. ### 方法区和永久代有什么区别？
	之前有小伙伴也问过我，方法区和永久代到底是什么区别？这么说吧：永久代又叫 Perm 区，只存在于 HotSpot JVM 中，并且只存在于 JDK 1.7 和之前的版本中，JDK 1.8 中已经彻底移除了永久代，JDK 1.8 中引入了一个新的内存区域叫 metaspace。
	并不是所有的 JVM 中都有永久代，IBM 的 9，Oracle 的 JRocket 都没有永久代。
	永久代是实现层面的东西。
	永久代里面存的东西基本上就是方法区规定的那些东西。
	因此，我们可以说，在 JDK 1.7 中永久代是方法区的一种实现，当然，在 HotSpot JDK 1.8 中 metaspace 可以看成是方法区的一种实现。

10. ### JVM 运行时数据区哪些地方会产生内存溢出？
	Java 虚拟机栈、本地方法栈、Java 堆、方法区，其实就是除了程序计数器以外的几个都会发生 OOM。
	>w 值对应的几个区也简要的说一下：
	![](/media/202410/2024-10-18_175419_6749530.18900063457427074.jpeg)

10. ### 为什么要用 metaspace 替换 permspace 呢？
	在 JDK 1.8 之前的 HotSpot 实现中，类的元数据如方法数据、方法信息（字节码、栈和变量大小）、运行时常量池、已确定的符号引用和虚方法表等被保存在永久代中，32 位默认永久代的大小为 64M，64 位默认为 85M，可以通过参数 -XX:MaxPermSize 进行设置，一旦类的元数据超过了永久代大小，就会抛出 OOM 异常。
	虚拟机团队在 JDK 1.8 的 HotSpot 中，把永久代从 Java 堆中移除了，并把类的元数据直接保存在本地内存区域（堆外内存），称之为元空间 metaspace（本地内存）。即就是说 JDK 1.8 之前，永久代是在虚拟机中的，而 JDK 1.8 引入的元空间是系统的内存的一部分。理论上取决于 32 位/64 位系统可虚拟的内存大小，可见也不是无限制的，需要配置参数。
	另外一方面，咱们在对永久代进行调优的时候是相当费劲，因为永久代的大小不好控制，涉及到很多因素，比如：类的总数、常量池的大小、方法数量等，最无语的是永久代的内存不够了可能会伴随着一次 Full GC。
	**下面是 JDK 几个版本中方法区和堆存储的信息的关系：**
	![](/media/202410/2024-10-18_175535_2183870.279699540326102.jpeg)
	#### 总结
	1. 字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。
	2. 类及方法的信息等比较难确定其大小，因此对于永久代的大小指定比较困难，太小容易出现永久代溢出，太大则容易导致老年代溢出。
	3. 永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。
	4. 移除永久代是为融合 HotSpot JVM 与 JRockit VM 而做出的努力，因为 JRockit 没有永久代，不需要配置永久代。

11. ### 熟悉哪些 JVM 调优参数？
	1. #### 整个堆内存大小
		-Xms（初始堆大小）、-Xmx（最大堆大小），为了防止垃圾收集器在最小、最大之间收缩堆而产生额外的时间，我们通常把最大、最小设置为相同的值。
	2. #### 新生代空间大小
	NewRadio：年轻代和年老代将根据默认的比例（1:2）分配堆内存，建议设置为 2 到 4，可以通过调整二者之间的比率 NewRadio 来调整二者之间的大小。也可以针对回收代，比如年轻代，通过 -XX:newSize -XX:MaxNewSize 来设置其绝对大小。同样，为了防止年轻代的堆收缩，我们通常会把 -XX:newSize -XX:MaxNewSize 设置一样大小。
	3. #### 方法区（元空间）
	JDK 1.8：-XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=256m，根据实际情况调整， 可以使用命令 jstat -gcutil pid 查看当前使用率，M 对应的列，根据使用率来定制一个具体的值，建议两个值设置成同样大小。
	JDK 1.7：-XX:MaxPermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m 永久带。
	4. #### GC 日志
		-Xloggc:$CATALINA_BASE/logs/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps  记录 GC 日志并不会特别地影响 Java 程序性能，推荐你尽可能记录日志。
	5. #### GC 算法
		-XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75  一般来说推荐使用这些配置，但是根据程序不同的特性，其他的也有可能更好。
		任何一个 JVM 参数的默认值可以通过
		java -XX:+PrintFlagsFinal -version |grep JVMParamName  获取，例如：
		java -XX:+PrintFlagsFinal -version |grep MetaspaceSize

12. ### Java 对象的引用类型有哪些？
	对象引用类型有四类：强引用、软引用、弱引用、虚引用。
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13. ### JVM 垃圾回收算法有哪些？
	垃圾回收算法共四种：其实我更愿意说成三种，因为分代回收其实不是算法。
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14. ### 垃圾收集器有哪些？
	目前常见的有如下几种：
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	- #### Serial 收集器
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	- #### ParNew 收集器
	![](/media/202410/2024-10-18_180408_5888570.4124974761216933.jpeg)
	- #### Parallel scavenge 收集器
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	- #### Serial Old 收集器
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	- #### CMS=Concurrent Mark Sweep 收集器
	![](/media/202410/2024-10-18_180453_6502900.4122123555054078.jpeg)
	- #### Parallel Old 收集器
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	- #### G1=Garbage-First 收集器
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14. ### 垃圾收集器整合
	G1 是新生代和老年代一起搞，不和别人合伙。
	Serial：CMS 或者 Serial Old
	ParNew：CMS 或者 Serial Old
	Parallel Scavenge：Parallel Old 或者 Serial Old
	分代收集器对应
		- 新生代收集器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
		- 老年代收集器：Serial Old、Parallel Old、CMS
	整堆收集器：G1

14. ### 说说 JVM 中内存的分配与回收策略
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