二、JVM面试题
目录
Java内存模型
Java虚拟机中共有五大内存区域
2.java内存模型中堆和栈的区别
3.类的装载过程(类加载机制)
4.谈谈类加载器的双亲委派机制
5. 反射中，Class.forName() 和 ClassLoader.loadClass()区别
6. Java 中都有哪些加载器？
7. 对象有哪几部分构成？虚拟机如何访问对象？
8. java 中都有哪些引用类型？
GC相关
1.判定对象是否为垃圾的算法
2.谈谈你了解的垃圾回收算法
3. 分代垃圾回收器是怎么工作的？
4.什么情况下会触发fullGC
5. 内存泄露和内存溢出分别是什么？什么原因造成？如何避免？
Java内存模型
Java虚拟机中共有五大内存区域
程序计数器，Java虚拟机栈，本地方法栈，java堆，方法区
程序计数器：是一块很小的内存空间，用于存储当前线程执行字节码文件的行号指示器。
虚拟机栈：是描述Java方法执行过程的内存模型，每个方法被执行时都会创建一个栈桢，栈桢中存储了局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等。
本地方法栈：和虚拟机栈作用类似，区别是虚拟机栈为Java方法服务，本地方法栈为Native方法服务。
Java堆：JVM运行过程中创建的对象和生成的数据都存储在堆中，堆是被线程共享的内存区域，也是垃圾回收最主要的内存区域。
方法区：用来存储常量、静态变量、类信息、即时编译器编译后的机器码、运行时常量池等数据。
2.java内存模型中堆和栈的区别
联系：引用对象、数组时，栈里定义变量保存堆中目标的首地址
区别：
管理方式：栈自动释放，堆需要GC
空间大小：栈比堆小
碎片相关：栈产生的碎片远小于堆
分配方式：栈支持静态和动态分配，而堆仅支持动态分配
效率：栈的效率比堆高
3.类的装载过程(类加载机制)
（1）加载：把class文件加载到内存中
（2）链接（又分为验证、准备、解析）
1、验证：检查加载到内存的文件是否符合格式要求
2、准备：为类变量（static修饰的变量）赋初值（系统默认值）
3、解析：把符号引用转换为直接引用
（3）初始化：执行类变量赋值和静态代码块
4.谈谈类加载器的双亲委派机制
类加载器之间的层次关系叫做双亲委派模型，要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。
一个类收到类加载请求后会层层找父类加载器去尝试加载，因此所有的加载请求最终都会被传送到顶层的启动类加载器，只有当
父类加载器反馈自己无法完成加载时，子类加载器才会尝试自己去加载。
好处：避免同样字节码多次重复加载(内存宝贵，避免保存重复的class类对象)
实现：先判断该类是否被加载过，如果未被加载就调用父类的 loadClass()方法，如果父类为null，则使用启动类加载器作为加载器。如果父类加载失败，抛出 notfound 异常，则调用自己的 findClass 进行加载。简单概括：自底向上检查类是否被加载，自顶向下尝试加载类。
5. 反射中，Class.forName() 和 ClassLoader.loadClass()区别
➢forName得到的class是已经初始化完成的，它会执行static代码
创建数据库驱动：Class. forName (”com. mysql.jdbc. Driver" )
➢loadClass得到的class是还没有链接的
6. Java 中都有哪些加载器？
启动类加载器、扩展类加载器、系统类加载器、用户自定义类加载器
启动类加载器将
扩展类加载器和系统类加载器都是继承自 Java 的 ClassLoader 抽象类，用户可以直接使 用的类加载器。
启动类加载器，Java 程序不可用直接使用，虚拟机默认使用 null 代表启动类加载器
三者存在继承关系，系统类加载器调用 classloader 的构造器把父类设置为扩展类加载器，扩展类加载器调用 classloader 把父类设置为 null（启类动加载器）
7. 对象有哪几部分构成？虚拟机如何访问对象？
对象在内存中的组成部分（对象在内存的划分、对象的内存布局）:
对象头： 第一：元数据、GC 分代、哈希值等自身运行信息；
第二：类型指针，确定属于哪个类的实例
实例数据：对象真正存储的有效信息，定义的各种字段的值。
对齐填充：没有实际意义，JVM 内存地址需要 8 字节的整数倍
虚拟机如何访问对象
句柄：堆中专门划分一个区域作为句柄池，虚拟机栈存储是堆中句柄的地址，句柄存储 的是对象的实例数据和类型数据的地址
直接指针：栈中的引用直接指向的就是对象的实例数据和类型数据的地址。
对比：直接指针避免二次寻址；使用句柄，在对象移动时，只修改句柄地址而不用改变 引用的地址。
8. java 中都有哪些引用类型？
强引用：new 语句产生的都是强引用，虚拟机不会主动去回收，即便内存溢出，也是会抛出异常而不是回收强引用。可以将对象=null，从而在垃圾回收器在下一次回收。
软引用：在内存足够时，不会回收，在内存不足时，会回收。常用于缓存技术。
弱引用：垃圾回收器遇到该引用就会回收，常与引用队列一起使用
虚引用：最弱的引用，在对象被 JVM 回收之后收到一个系统通知，用于追踪垃圾回收 过程，必须与应用队列一起使用。
GC相关
1.判定对象是否为垃圾的算法
➢引用计数算法
判断对象的引用数量：
通过判断对象的引用数量，来决定对象是否可以被回收
每个对象实例都有一个引用计数器，被引用则+1 ，完成引用则-1
如果一个对象引用计数为0，则表示此刻该对象没有被引用，可以被当作垃圾收集
优点：执行效率高，程序执行受到的影响较小
缺点：无法检测出循环引用的情况（如父对象有个对子对象的引用，子对象又反过来引用父对象，那么他们的引用数量就永远不可能为0），导致内存泄露
➢可达性分析算法（主流用这种）
通过判断对象的引用链是否可达，来决定对象是否可以被回收
可以作为GC Root的对象：
虚拟机栈中引用的对象(栈帧中的本地变量表)
方法区中的常量引用的对象
方法区中的类静态属性引用的对象
本地方法栈中JNI （Native方法）的引用对象
活跃线程的引用对象
2.谈谈你了解的垃圾回收算法
①标记-清除算法(Mark and Sweep)
➢标记出所有需要回收的对象，然后清除可回收的对象。
缺点：效率较低，且容易造成内存碎片化问题
②复制算法(Copying)
将可用内存分为区域1（对象面）和区域2（空闲面），将新生成的对象放在区域1，
在区域1满后对区域1进行一次标记，将标记后仍然存活的对象复制到区域2，
然后清除区域1。
优点：效率较高且易于实现，解决了内存碎片化的问题
缺点：浪费了大量内存
③标记-整理算法(Compacting)
结合了标记清除算法和复制算法的优点，标记过程和标记-清除算法一样，标记后将存活的对象移动到一端，清理另一端。
优点：避免内存的不连续，不用设置两块内存互换
缺点：要准备两块内存
④分代收集算法(Generational Collector)
根据对象不同类型把内存划分为不同区域，把堆划分为新生代和老年代。
由于新生代的对象生命周期较短，主要采用复制算法。
老年代主要存储长生命周期的大对象，因此采用标记清除或标记整理算法。
3. 分代垃圾回收器是怎么工作的？
新生代和老年代的对象数量和存活时间不同，所以通常是分代使用不同的垃圾回收器。
少量对象存活，适合复制算法：在新生代中，每次 GC 时都发现有大批对象死去，只 有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成 GC。
大量对象存活，适合用标记 - 清理 / 标记 - 整理：在老年代中，因为对象存活率高、 没有额外空间对他进行分配担保，就必须使用 “标记 - 清理”/“标记 - 整理” 算法进行 GC。
4.什么情况下会触发fullGC
①调用System.gc
②老年代空间不足时
③永久代空间不足（JDK1.7之前，JDK1.8已经移除了永久代）
5. 内存泄露和内存溢出分别是什么？什么原因造成？如何避免？
内存泄露：本应被回收的对象因为其他对象的引用而不能被回收，从而在堆中寄存，造成内存泄露，长周期对象持有短周期对象的引用会造成。
内存溢出：无法为对象分配足够的内存，对象申请过多
避免：
不要在循环中创建对象
不要一次调用过多数据
大量字符串使用 StringBuffer 或者 StringBuilder
方法区很少进行垃圾回收，尽量避免申请常量和静态变量