面试题—JVM

本文参照：<面试必问之JVM篇>

1.什么是Java虚拟机？为什么Java被称作是“平台无关的编程语言”？

可执行字节码文件的虚拟计算机。是java程序实现跨平台的关键部分。java源文件通过javac编译成.class字节码文件，然后再通过jvm将每一条指令翻译成不同平台机器码，通过特定平台运行。

2.Java内存结构？

1）虚拟机栈（JVM Stacks）是线程私有的，随着线程的创建而创建。栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息。栈的大小可以固定也可以动态扩展。当栈调用深度大于JVM所允许的范围，会抛出StackOverflowError的错误，不过这个深度范围不是一个恒定的值，
2）本地方法栈（Native Method Stacks）：这部分主要与虚拟机用到的 Native 方法相关。
3）PC寄存器：也叫程序计数器。每个线程都有自己的程序计数器，倘若当前执行的是 JVM 的方法，则该寄存器中保存当前执行指令的地址；倘若执行的是native 方法，则PC寄存器中为空。
4）堆（Heap）：堆内存是 JVM 所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。所有的对象和数组都在堆上进行分配。这部分空间可通过 GC 进行回收。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError。
5）方法区（Method Area）又称为持久代，是所有线程共享区域。存放所加载类的信息（名称，修饰符等等），类中的静态变量，final修饰的常量，类中的方法信息等，在一定条件下也会被GC。
常量池：常量池是方法区的一部分。用来存放类中固定的常量信息。
备注：
方法区和堆是所有线程共享的内存区域；而java栈、本地方法栈和程序员计数器是运行是线程私有的内存区域。
JDK1.8中将持久代改成了元空间。元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。

<参照>

3.讲讲什么情况下会出现内存溢出，内存泄漏？

内存泄漏的原因很简单：对象是可达的(一直被引用)，但是对象不会被使用。

内存溢出的原因：
内存泄露导致堆栈内存不断增大，从而引发内存溢出。
大量的jar，class文件加载，装载类的空间不够，溢出
操作大量的对象导致堆内存空间已经用满了，溢出
nio直接操作内存，内存过大导致溢出

解决：
查看程序是否存在内存泄漏的问题
设置参数加大空间
代码中是否存在死循环或循环产生过多重复的对象实体、
查看是否使用了nio直接操作内存。

4.java类的生命周期

它的整个生命周期包括，加载 ,连接 , 初始化 ，使用 , 卸载 。其中连接分为验证 ,准备 , 解析 。

• 加载：将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载由加载器完成，类加载器通常由JVM提供。开发者可以通过继承ClassLoader来创建自己的类加载器。

• 连接：连接又包含三块内容：验证、准备、解析。
  验证：文件格式、元数据、字节码、符号引用验证。
  准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
  解析：把类中的符号引用转换为直接引用

• 初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值

• 使用：在程序中使用

• 卸载：执行垃圾回收

5.JVM类加载器有哪些？

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：它用来加载Java的核心库(JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar 或 sun.boot.class.path 路径下的内容），是用原生代码来实现的（C++）,并不继承自java.lang.ClassLoader
• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：用来加载Java的扩展库(JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar或 java.ext.dirs 路径下的内容) .java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
• 应用程序类加载器（Application ClassLoader）：它根据 Java 应用的类路径（ClassPath, java.class.path）来加载。一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载的。
• 自定义类加载器：开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader 类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的要求

6.什么是GC

当程序创建对象、数组等引用类型实体时，系统会在堆内存为其分配一块内存区，当这块内存不再被引用变量引用时，这块内存就变成了垃圾，等待垃圾回收机制回收。
垃圾回收机制有以下特点：

• 只负责回收堆内存的对象，不回收任何物理资源（数据库连接，网络IO等资源）
• 程序无法控制回收的时间。当对象永久性失去引用后，系统会在合适的时间回收它占用的内存。
• 垃圾回收机制回收任何对象之前，都会调用该对象的finallize()方法，改方法可能使该对象复活（让对象重新获得引用），从而导致垃圾回收机制取消回收。

7.对象在内存中的状态（了解）

8.了解finalize()吗？

垃圾回收机制回收对象之前，会调用这个方法。它是Object的一个方法，可以重写，什么时候调用这个方法是不确定性的。

9.强制垃圾回收？

两种方法：

• System.gc();
• 调用Runtime对象的GC实例方法：Runtime.getRunTime.gc()

10.对象的引用类型

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）:如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。