面试准备-JVM面试准备

整理一下 JVM 的面试题，别让自己在面试官面签懵逼了就好。。。

1. JVM 虚拟机

1.1 什么是 java 虚拟机

Java 虚拟机是一个可以执行 Java 字节码的虚拟机进程。Java 源文件被编译成能被 Java 虚拟机执行的字节码文件。

1.2 平台无关性

一次编译，到处执行（Write Once ,Run Anywhere）。
Java 被设计成允许应用程序可以运行在任意的平台，而不需要程序员为每一个平台单独重写或者是重新编译。Java 虚拟机让这个变为可能，因为它知道底层硬件平台的指令长度和其他特性。

1.3 JVM 的主要组成部分？及其作用？

• 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 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，并不能直接交个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系统指令，再交由 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）来实现整个程序的功能。

1.4 引用的分类

• 强引用：GC 时不会被回收
• 软引用：描述有用但不是必须的对象，在发生内存溢出异常之前被回收
• 弱引用：描述有用但不是必须的对象，在下一次 GC 时被回收
• 虚引用（幽灵引用 / 幻影引用）: 无法通过虚引用获得对象，用 PhantomReference 实现虚引用，虚引用用来在 GC 时返回一个通知。

1.5 垃圾回收机制算法

1. 标记 - 清除算法，“标记 - 清除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。
2. 复制算法，“复制”（Copying）的收集算法，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。
3. 标记 - 压缩算法，标记过程仍然与“标记 - 清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存
4. 分代收集算法，“分代收集”（Generational Collection）算法，把 Java 堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

1.6 JVM 性能调优方法

1. 设定堆内存大小

-Xmx：堆内存最大限制。

1. 设定新生代大小。新生代不宜太小，否则会有大量对象涌入老年代
   -XX:NewSize：新生代大小
   -XX:NewRatio 新生代和老生代占比
   -XX:SurvivorRatio：伊甸园空间和幸存者空间的占比
2. 设定垃圾回收器
   年轻代用 -XX:+UseParNewGC
   老生代用 -XX:+UseConcMarkSweepGC

1.7 JVM 调优工具

常用调优工具分为两类：

1. jdk 自带监控工具：jconsole 和 jvisualvm
2. 第三方有：MAT(Memory Analyzer Tool)、GChisto。

详细描述为：

• jconsole，Java Monitoring and Management Console 是从 java5 开始，在 JDK 中自带的 java 监控和管理控制台，用于对 JVM 中内存，线程和类等的监控
• jvisualvm，jdk 自带全能工具，可以分析内存快照、线程快照；监控内存变化、GC 变化等。
• MAT，Memory Analyzer Tool，一个基于 Eclipse 的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的 Java heap 分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗
• GChisto，一款专业分析 gc 日志的工具

1.8 么判断对象是否可以被回收

• 引用计数器：为每个对象创建一个引用计数，有对象引用时计数器 +1，引用被释放时计数 -1，当计数器为 0 时就可以被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；
• 可达性分析：从 GC Roots 开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时，则证明此对象是可以被回收的。

1.9 什么是双亲委派机制

当某个类加载器需要加载某个.class 文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。

1.10 双亲委派机制的作用

1. 防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。
2. 保证核心.class 不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class 对象了。不同的加载器加载同一个.class 也不是同一个 Class 对象。这样保证了 Class 执行安全。

1.11 堆栈

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。

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