java面试：JVM

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JVM

JVM运行时数据区域

根据JVM规范，JVM内存共分为虚拟机栈，堆，方法区，程序计数器，本地方法栈五个部分
1. 虚拟机栈
	每个线程有一个私有的栈，随线程的创建而创建。
	该栈中一种叫“栈帧”的东西，每一个方法会创建一个“栈帧”，
	用于存放局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息
2. 本地方法栈
	该部分与虚拟机用到的Native方法相关，一般情况下，Java程序员不需要关系这部分内容。
3. PC寄存器（程序计数器）
	JVM支持多个线程同时运行，每个线程都有自己的程序计数器。
	若当前执行的是JVM的方法，则PC寄存器保存当前执行指令的地址；
	若是本地方法（native方法），则PC寄存器为空。
4. 堆（GC堆）
    堆是JVM所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。
    所有对象和数组在堆中进行分配。
    Java堆不需要连续内存，并且可以通过动态增加其内存。
    细分：新生代和老年代；
    新生代又分Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。
5. 方法区
	方法区也是所有线程共享。主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。
	方法区逻辑上属于堆的一部分，但为与堆进行区分，通常又叫“非堆”。

JVM内存

• Java把内存分两种：栈内存和堆内存。简单来讲，堆内存用于存放有new创建的对象和数组，在堆中分配的内存，有java虚拟机自动垃圾回收器来管理。而栈内存由使用的人向系统申请，申请人进行管理。

• JVM堆内存

  • JVM堆内存分两个区域：年轻代（YoungGen）、老年代（OldGen）

    • 年轻代两部分：Eden(生成区）、Survivor(幸存区）
    • Survivor两部分：FromSpace、ToSpace
    • Eden区占大容量，Eden:From Survivor:To Survivor默认比例8：1：1

  • 常用参数
    -Xms 堆内存初始大小，单位M、G
    -Xmx（MaxHeapSize） 堆内存最大允许大小，一般不要大于物理内存的80%
    -XX:PermSize 非堆内存初始大小，一般应用设置初始化200m，最大1024m就够了
    -XX:MaxPermSize 非堆内存最大允许大小
    -XX:NewSize（-Xns） 年轻代内存初始大小
    -XX:MaxNewSize（-Xmn） 年轻代内存最大允许大小，也可以缩写
    -XX:SurvivorRatio=8 年轻代中Eden区与Survivor区的容量比例值，默认为8，即8:1
    -Xss 堆栈内存大小

• JVM非堆内存（方法区）

  • jdk8之前，存在着永久代/持久代（PermGen）
  • jdk8，永久代被元空间（meatspace）取代。但是元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。
  • 为什么用元空间取代永久代？
    1. 字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出
    2. 为融合HotSpot JVM与JRockit JVM（新JVM技术）而做出的改变

• 内存申请过程：

  1. JVM会试图为相关Java对象在年轻代的Eden区中初始化一块内存区域。
  2. 当Eden区空间足够时，内存申请结束。否则执行下一步。
  3. JVM试图释放在Eden区中所有不活跃的对象（Young GC）。释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，JVM则试图将部分Eden区中活跃对象放入Survivor区。
  4. Survivor区被用来作为Eden区及年老代的中间交换区域。当年老代空间足够时，Survivor区中存活了一定次数的对象会被移到年老代。
  5. 当年老代空间不够时，JVM会在年老代进行完全的垃圾回收（Full GC）。
  6. Full GC后，若Survivor区及年老代仍然无法存放从Eden区复制过来的对象，则会导致JVM无法在Eden区为新生成的对象申请内存，即出现“Out of Memory”。

Java中的四种引用类型级别

对象的引用四种级别由高到低：强引用、软引用、弱引用、虚引用

1. 强引用
   1. 我们写代码使用的对象就是强引用，它有其他对象或方法、变量等等指向它的引用
   2. 如果一个对象被拥有强引用，那么垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java 虚拟机宁愿抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题
2. 软引用
   1. 如果一个对象只具有软引用，那么如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。
   2. 软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收，Java 虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。
3. 弱引用
   1. 如果一个对象只具有弱引用，那该类就是可有可无的对象，因为只要该对象被 gc 扫描到了随时都会把它干掉。弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。
   2. 弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java 虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
   3. 如果一个对象只具有弱引用，那该类就是可有可无的对象，因为只要该对象被 gc 扫描到了随时都会把它干掉。弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象
4. 虚引用
   1. "虚引用"顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。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。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。
   2. 虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动

java中堆（Heap）和栈(Stack)的区别

1. 栈内存用来存储局部变量和方法调用；
	堆内存用来存储Java中的对象，无论是成员变量、局部变量、
	还是类变量指向的对象，都存储在堆中。
2 栈内存归属于单个线程，每个线程都有一个栈内存（线程私有）；
	堆内存对所有线程可见，即堆内存中的对象可以被所有线程访问
3. 栈内存大小远远小于堆内存
4. 栈内存是连续的；堆内存在物理上是不连续的，在逻辑上是连续的
5. 栈是先进后出；堆是先进先出

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