JVM 面试高频题

1.什么情况下会发生栈内存溢出

• 栈是线程私有的，他的生命周期与线程相同，每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧，用来存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。局部变量表又包含基本数据类型，对象引用类型
• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常，方法递归调用产生这种结果。
• 如果Java虚拟机栈可以动态扩展，并且扩展的动作已经尝试过，但是无法申请到足够的内存去完成扩展，或者在新建立线程的时候没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈，那么Java虚拟机将抛出一个OutOfMemory 异常。(线程启动过多)
• 参数 -Xss 去调整JVM栈的大小

2.详解JVM内存模型

• JVM内存结构

程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器，用于记录正在执行的虚拟机字节指令地址，线程私有。

Java虚拟栈：存放基本数据类型、对象的引用、方法出口等，线程私有。

Native方法栈：和虚拟栈相似，只不过它服务于Native方法，线程私有。

Java堆：java内存最大的一块，所有对象实例、数组都存放在java堆，GC回收的地方，线程共享。

方法区：存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码数据等。（即永久带），回收目标主要是常量池的回收和类型的卸载，各线程共享

3.JVM内存为什么要分成新生代，老年代，持久代。新生代中为什么要分为Eden和Survivor

1）共享内存区划分

• 共享内存区 = 永久代 + 堆
• 永久代 = 方法区 + 其他
• Java堆 = 老年代 + 新生代
• 新生代 = Eden + S0 + S1

2）一些参数的配置

• 默认的，新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2 ，可以通过参数 –XX:NewRatio 配置。
• 默认的，Edem : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定)
• Survivor区中的对象被复制次数为15(对应虚拟机参数 -XX:+MaxTenuringThreshold)

3)为什么要分为Eden和Survivor?为什么要设置两个Survivor区？

• 如果没有Survivor，Eden区每进行一次Minor GC，存活的对象就会被送到老年代。老年代很快被填满，触发Major GC.老年代的内存空间远大于新生代，进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC长得多,所以需要分为Eden和Survivor。
• Survivor的存在意义，就是减少被送到老年代的对象，进而减少Full GC的发生，Survivor的预筛选保证，只有经历16次Minor GC还能在新生代中存活的对象，才会被送到老年代。
• 设置两个Survivor区最大的好处就是解决了碎片化，刚刚新建的对象在Eden中，经历一次Minor GC，Eden中的存活对象就会被移动到第一块survivor space S0，Eden被清空；等Eden区再满了，就再触发一次Minor GC，Eden和S0中的存活对象又会被复制送入第二块survivor space S1（这个过程非常重要，因为这种复制算法保证了S1中来自S0和Eden两部分的存活对象占用连续的内存空间，避免了碎片化的发生）

4.JVM中一次完整的GC流程是怎样的，对象如何晋升到老年代

• Java堆 = 老年代 + 新生代
• 新生代 = Eden + S0 + S1
• 当 Eden 区的空间满了， Java虚拟机会触发一次 Minor GC，以收集新生代的垃圾，存活下来的对象，则会转移到 Survivor区。
• 大对象（需要大量连续内存空间的Java对象，如那种很长的字符串）直接进入老年态；
• 如果对象在Eden出生，并经过第一次Minor GC后仍然存活，并且被Survivor容纳的话，年龄设为1，每熬过一次Minor GC，年龄+1，若年龄超过一定限制（15），则被晋升到老年态。即长期存活的对象进入老年态。
• 老年代满了而无法容纳更多的对象，Minor GC 之后通常就会进行Full GC，Full GC 清理整个内存堆 – 包括年轻代和年老代。
• Major GC 发生在老年代的GC，清理老年区，经常会伴随至少一次Minor GC，比Minor GC慢10倍以上。

5.你知道哪几种垃圾收集器，各自的优缺点，重点讲下cms和G1，包括原理，流程，优缺点

1）几种垃圾收集器：

• Serial收集器： 单线程的收集器，收集垃圾时，必须stop the world，复制算法。
• ParNew收集器： Serial收集器的多线程版本，也需要stop the world，复制算法。
• Parallel Scavenge收集器： 新生代收集器，复制算法的收集器，并发的多线程收集器，目标是达到一个可控的吞吐量。如果虚拟机总共运行100分钟，其中垃圾花掉1分钟，吞吐量就是99%。
• Serial Old收集器： 是Serial收集器的老年代版本，单线程收集器，标记整理算法。
• Parallel Old收集器： 是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程，标记-整理算法。
• CMS(Concurrent Mark Sweep) 收集器： 是一种以获得最短回收停顿时间为目标的收集器，标记清除算法，运作过程：初始标记，并发标记，重新标记，并发清除，收集结束会产生大量空间碎片。
• G1收集器： 标记整理算法实现，运作流程主要包括以下：初始标记，并发标记，最终标记，筛选标记。不会产生空间碎片，可以精确地控制停顿。

2）CMS收集器和G1收集器的区别：

• CMS收集器是老年代的收集器，可以配合新生代的Serial和ParNew收集器一起使用；
• G1收集器收集范围是老年代和新生代，不需要结合其他收集器使用；
• CMS收集器以最小的停顿时间为目标的收集器；
• G1收集器可预测垃圾回收的停顿时间
• CMS收集器是使用“标记-清除”算法进行的垃圾回收，容易产生内存碎片
• G1收集器使用的是“标记-整理”算法，进行了空间整合，降低了内存空间碎片。

6.JVM内存模型的相关知识了解多少，比如重排序，内存屏障，happen-before，主内存，工作内存

1）Java内存模型图：

 

Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中，每条线程还有自己的工作内存，线程的工作内存中保存了该线程中是用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量的传递均需要自己的工作内存和主存之间进行数据同步进行。

2）指令重排序。

在这里，先看一段代码

1. public class PossibleReordering {

2. static int x = 0, y = 0;

3. static int a = 0, b = 0;

4.  

5. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

6. Thread one = new Thread(new Runnable() {

7. public void run() {

8. a = 1;

9. x = b;

10. }

11. });

12.  

13. Thread other = new Thread(new Runnable() {

14. public void run() {

15. b = 1;

16. y = a;

17. }

18. });

19. one.start();other.start();

20. one.join();other.join();

21. System.out.println(“(” + x + “,” + y + “)”);

22. }

运行结果可能为(1,0)、(0,1)或(1,1)，也可能是(0,0)。因为，在实际运行时，代码指令可能并不是严格按照代码语句顺序执行的。大多数现代微处理器都会采用将指令乱序执行（out-of-order execution，简称OoOE或OOE）的方法，在条件允许的情况下，直接运行当前有能力立即执行的后续指令，避开获取下一条指令所需数据时造成的等待3。通过乱序执行的技术，处理器可以大大提高执行效率。而这就是指令重排。

3）内存屏障

内存屏障，也叫内存栅栏，是一种CPU指令，用于控制特定条件下的重排序和内存可见性问题。

• LoadLoad屏障：对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
• StoreStore屏障：对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
• LoadStore屏障：对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
• StoreLoad屏障：对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的。 在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能。

4）happen-before原则

• 单线程happen-before原则：在同一个线程中，书写在前面的操作happen-before后面的操作。 锁的happen-before原则：同一个锁的unlock操作happen-before此锁的lock操作。
• volatile的happen-before原则：对一个volatile变量的写操作happen-before对此变量的任意操作(当然也包括写操作了)。
• happen-before的传递性原则：如果A操作 happen-before B操作，B操作happen-before C操作，那么A操作happen-before C操作。
• 线程启动的happen-before原则：同一个线程的start方法happen-before此线程的其它方法。
• 线程中断的happen-before原则 ：对线程interrupt方法的调用happen-before被中断线程的检测到中断发送的代码。
• 线程终结的happen-before原则： 线程中的所有操作都happen-before线程的终止检测。
• 对象创建的happen-before原则： 一个对象的初始化完成先于他的finalize方法调用。

7.简单说说你了解的类加载器，可以打破双亲委派么，怎么打破

思路： 先说明一下什么是类加载器，可以给面试官画个图，再说一下类加载器存在的意义，说一下双亲委派模型，最后阐述怎么打破双亲委派模型。

我的答案：

1) 什么是类加载器？

类加载器 就是根据指定全限定名称将class文件加载到JVM内存，转为Class对象。

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：由C++语言实现（针对HotSpot）,负责将存放在\lib目录或-Xbootclasspath参数指定的路径中的类库加载到内存中。
• 其他类加载器：由Java语言实现，继承自抽象类ClassLoader。如：

• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载\lib\ext目录或java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库。
• 应用程序类加载器（Application ClassLoader）。负责加载用户类路径（classpath）上的指定类库，我们可以直接使用这个类加载器。一般情况，如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

2）双亲委派模型

双亲委派模型工作过程是：

如果一个类加载器收到类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器完成。每个类加载器都是如此，只有当父加载器在自己的搜索范围内找不到指定的类时（即ClassNotFoundException），子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派模型图：

 

3）为什么需要双亲委派模型？

在这里，先想一下，如果没有双亲委派，那么用户是不是可以自己定义一个java.lang.Object的同名类，java.lang.String的同名类，并把它放到ClassPath中,那么类之间的比较结果及类的唯一性将无法保证，因此，为什么需要双亲委派模型？防止内存中出现多份同样的字节码

4）怎么打破双亲委派模型？

打破双亲委派机制则不仅要继承ClassLoader类，还要重写loadClass和findClass方法。

8.说说你知道的几种主要的JVM参数

1）堆栈配置相关

1. java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

2. -XX:MaxPermSize=16m -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxTenuringThreshold=0

-Xmx3550m： 最大堆大小为3550m。

-Xms3550m： 设置初始堆大小为3550m。

-Xmn2g： 设置年轻代大小为2g。

-Xss128k： 每个线程的堆栈大小为128k。

-XX:MaxPermSize： 设置持久代大小为16m

-XX:NewRatio=4: 设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。

-XX:SurvivorRatio=4： 设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6

-XX:MaxTenuringThreshold=0： 设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则年轻代对象不经过Survivor区，直接进入年老代。

2）垃圾收集器相关

1. -XX:+UseParallelGC

2. -XX:ParallelGCThreads=20

3. -XX:+UseConcMarkSweepGC

4. -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5

5. -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：

-XX:+UseParallelGC： 选择垃圾收集器为并行收集器。

-XX:ParallelGCThreads=20： 配置并行收集器的线程数

-XX:+UseConcMarkSweepGC： 设置年老代为并发收集。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection： 打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片

3）辅助信息相关

1. -XX:+PrintGC

2. -XX:+PrintGCDetails

-XX:+PrintGC 输出形式:

[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

-XX:+PrintGCDetails 输出形式:

[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs] [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs

9.怎么打出线程栈信息

• 输入jps，获得进程号。
• top -Hp pid 获取本进程中所有线程的CPU耗时性能
• jstack pid命令查看当前java进程的堆栈状态
• 或者 jstack -l > /tmp/output.txt 把堆栈信息打到一个txt文件。
• 可以使用fastthread 堆栈定位，fastthread.io/

10.强引用、软引用、弱引用、虚引用的区别？

 

1）强引用

我们平时new了一个对象就是强引用，例如 Object obj = new Object();即使在内存不足的情况下，JVM宁愿抛出OutOfMemory错误也不会回收这种对象。

2）软引用

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，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。

SoftReference softRef=new SoftReference(str);     // 软引用

用处： 软引用在实际中有重要的应用，例如浏览器的后退按钮。按后退时，这个后退时显示的网页内容是重新进行请求还是从缓存中取出呢？这就要看具体的实现策略了。

（1）如果一个网页在浏览结束时就进行内容的回收，则按后退查看前面浏览过的页面时，需要重新构建

（2）如果将浏览过的网页存储到内存中会造成内存的大量浪费，甚至会造成内存溢出

如下代码：

1. Browser prev = new Browser(); // 获取页面进行浏览

2. SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用

3. if(sr.get()!=null){

4. rev = (Browser) sr.get(); // 还没有被回收器回收，直接获取

5. }else{

6. prev = new Browser(); // 由于内存吃紧，所以对软引用的对象回收了

7. sr = new SoftReference(prev); // 重新构建

8. }

3）弱引用

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。

1. String str=new String("abc");

2. WeakReference abcWeakRef = new WeakReference(str);

3. str=null;

4. 等价于

5. str = null;

6. System.gc();

4）虚引用

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。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

11、JVM三大性能调优参数

JVM 几个重要的参数：
-server -Xmx3g -Xms3g -XX:MaxPermSize=128m
-XX:NewRatio=1 新生代（Eden + 2*S）与老年代（不包括永久区）的比值
-XX:SurvivorRatio=8 2个Survivor区和Eden区的比值
-XX:+UseParallelGC
-XX:ParallelGCThreads=8
-XX:+UseParallelOldGC 这个是JAVA 6出现的参数选项
-XX:LargePageSizeInBytes=128m 内存页的大小， 不可设置过大， 会影响Perm的大小。
-XX:+UseFastAccessorMethods 原始类型的快速优化
-XX:+Disable‘’ExplicitGC 关闭System.gc()

JVM调优

查看堆空间大小分配（年轻代、年老代、持久代分配）
垃圾回收监控（长时间监控回收情况）
线程信息监控：系统线程数量
线程状态监控：各个线程都处在什么样的状态下
线程详细信息：查看线程内部运行情况，死锁检查
CPU热点：检查系统哪些方法占用了大量CPU时间
内存热点：检查哪些对象在系统中数量最大
jvm问题排查和调优：
jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。
jstat命令可以用于持续观察虚拟机内存中各个分区的使用率以及GC的统计数据
jmap可以用来查看堆内存的使用详情。
jstack可以用来查看Java进程内的线程堆栈信息。 jstack是个非常好用的工具，结合应用日志可以迅速定位到问题线程。
Java性能分析工具
jdk会自带JMC(JavaMissionControl)工具。可以分析本地应用以及连接远程ip使用。提供了实时分析线程、内存，CPU、GC等信息的可视化界面。

JVM内存调优

对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数。 过多的GC和Full GC是会占用很多的系统资源（主要是CPU），影响系统的吞吐量。
使用JDK提供的内存查看工具，比如JConsole和Java VisualVM。

1）监控GC的状态，使用各种JVM工具，查看当前日志，并且分析当前堆内存快照和gc日志，根据实际的情况看是否需要优化。
2）通过JMX的MBean或者Java的jmap生成当前的Heap信息，并使用Visual VM或者Eclipse自带的Mat分析dump文件
3）如果参数设置合理，没有超时日志，GC频率GC耗时都不高则没有GC优化的必要，如果GC时间超过1秒或者频繁GC，则必须优化
4）调整GC类型和内存分配，使用1台和多台机器进行测试，进行性能的对比。再做修改，最后通过不断的试验和试错，分析并找到最合适的参数

导致Full GC一般由于以下几种情况：
旧生代空间不足
调优时尽量让对象在新生代GC时被回收、让对象在新生代多存活一段时间和不要创建过大的对象及数组避免直接在旧生代创建对象
新生代设置过小
 一是新生代GC次数非常频繁，增大系统消耗；二是导致大对象直接进入旧生代，占据了旧生代剩余空间，诱发Full GC
2). 新生代设置过大
一是新生代设置过大会导致旧生代过小（堆总量一定），从而诱发Full GC；二是新生代GC耗时大幅度增加
3). Survivor设置过小
导致对象从eden直接到达旧生代
4). Survivor设置过大
导致eden过小，增加了GC频率
一般说来新生代占整个堆1/3比较合适

GC策略的设置方式
1). 吞吐量优先 可由-XX:GCTimeRatio=n来设置
2). 暂停时间优先 可由-XX:MaxGCPauseRatio=n来设置

12、JVM的常见的垃圾收集器：

1.Serial：最古老的垃圾收集器，“Serial”体现在其收集工作是单线程的， 在进行垃圾收集过程中，会进入臭名昭著的“Stop-The-World”状态，一直是 Client 模式下 JVM 的默认选项。复制算法（-XX:+UseSerialGC）
Serial Old：老年代，采用了标记 - 整理（Mark-Compact）算法
　2.ParNew:新生代 GC 实现,是 Serial GC 的多线程版本，最常见的应用场景是配合老年代的 CMS GC 工作（-XX:+UseParNewGC）
3.Parallel Scavenge： 新生代的多线程收集器（并行收集器） 其采用的是复制算法，是 server 模式 JVM 的默认 GC 选择（-XX:+UseParallelGC）
　4.Parallel Old：并行运行；作用于老年代；标记-整理算法；吞吐量优先；适用于后台运算而不需要太多交互的场景。
　5.CMS：基于标记 - 清除（Mark-Sweep）算法，设计目标是尽量减少停顿时间，采用的标记 - 清除算法，存在着内存碎片化问题，所以难以避免在长时间运行等情况下发生 full GC（-XX:+UseConcMarkSweepGC），在 JDK 9 中被标记为废弃（deprecated）
6.Ｇ１垃圾收集器：
G1 同样存在着年代的概念，但是与我前面介绍的内存结构很不一样，其内部是类似棋盘状的一个个 region 组成。

region 的大小是一致的，数值是在 1M 到 32M 字节之间的一个 2 的幂值数，JVM 会尽量划分 2048 个左右、同等大小的 region。当然这个数字既可以手动调整，G1 也会根据堆大小自动进行调整。在 G1 实现中，年代是个逻辑概念，具体体现在，一部分 region 是作为 Eden，一部分作为 Survivor，除了意料之中的 Old region，G1 会将超过 region 50% 大小的对象（在应用中，通常是 byte 或 char 数组）归类为 Humongous 对象，并放置在相应的 region 中。逻辑上，Humongous region 算是老年代的一部分，缺点：region 大小和大对象很难保证一致，这会导致空间的浪费。从 GC 算法的角度，G1 选择的是复合算法，可以简化理解为：
在新生代，G1 采用的仍然是并行的复制算法，所以同样会发生 Stop-The-World 的暂停。
在老年代，大部分情况下都是并发标记，而整理（Compact）则是和新生代 GC 时捎带进行，并且不是整体性的整理，而是增量进行的。习惯上人们喜欢把新生代 GC（Young GC）叫作 Minor GC，老年代 GC 叫作 Major GC，区别于整体性的 Full GC，但是现代 GC 中，这种概念已经不再准确，对于 G1 来说：Minor GC 仍然存在，虽然具体过程会有区别，会涉及 Remembered Set 等相关处理。老年代回收，则是依靠 Mixed GC。并发标记结束后，JVM 就有足够的信息进行垃圾收集，Mixed GC 不仅同时会清理 Eden、Survivor 区域，而且还会清理部分 Old 区域。有一个重点就是 Remembered Set，用于记录和维护 region 之间对象的引用关系。G1中提供了两种模式垃圾回收模式，Young GC和Mixed GC，两种都是Stop The World(STW)的。
1.YoungGC年轻代收集
在分配一般对象（非巨型对象）时，当所有eden region使用达到最大阀值并且无法申请足够内存时，会触发一次YoungGC。每次younggc会回收所有Eden以及Survivor区，并且将存活对象复制到Old区以及另一部分的Survivor区。
2.mixed gc
当越来越多的对象晋升到老年代old region时，为了避免堆内存被耗尽，虚拟机会触发一个混合的垃圾收集器，即mixed gc，该算法并不是一个old gc，除了回收整个young region，还会回收一部分的old region，这里需要注意：是一部分老年代，而不是全部老年代，可以选择哪些old region进行收集，从而可以对垃圾回收的耗时时间进行控制。
G1没有fullGC概念，需要fullGC时，调用serialOldGC进行全堆扫描（包括eden、survivor、o、perm）。

G1收集器的阶段分以下几个步骤：
1、初始标记（它标记了从GC Root开始直接可达的对象）
2、并发标记（从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象）
3、最终标记（标记那些在并发标记阶段发生变化的对象，将被回收）
4、筛选回收（首先对各个Regin的回收价值和成本进行排序，根据用户所期待的GC停顿时间指定回收计划，回收一部分Region）
ＧＣ调优：
基本的调优思路可以总结为：
１.理解应用需求和问题，确定调优目标。评估用户可接受的响应时间和业务量，将目标简化为，希望 GC 暂停尽量控制在 200ms 以内，并且保证一定标准的吞吐量。
２.掌握 JVM 和 GC 的状态，定位具体的问题，确定真的有 GC 调优的必要。比如，通过 jstat 等工具查看 GC 等相关状态，可以开启 GC 日志，或者是利用操作系统提供的诊断工具等
３.选择的 GC 类型是否符合我们的应用特征，如果是，具体问题表现在哪里，是 Minor GC 过长
４.通过分析确定具体调整的参数或者软硬件配置。
５.验证是否达到调优目标，如果达到目标，即可以考虑结束调优；否则，重复完成分析、调整、验证这个过程。

*** GC日志分析**

• 调优命令
• 调优工具

调优命令
Sun JDK监控和故障处理命令有jps jstat jmap jhat jstack jinfo

• jps，JVM Process Status Tool,显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程。
• jstat，JVM statistics Monitoring是用于监视虚拟机运行时状态信息的命令，它可以显示出虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。
• jmap，JVM Memory Map命令用于生成heap dump文件
• jhat，JVM Heap Analysis Tool命令是与jmap搭配使用，用来分析jmap生成的dump，jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump的分析结果后，可以在浏览器中查看
• jstack，用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。
• jinfo，JVM Configuration info 这个命令作用是实时查看和调整虚拟机运行参数。

调优工具
常用调优工具分为两类,jdk自带监控工具：jconsole和jvisualvm，第三方有：MAT(Memory Analyzer Tool)、GChisto。

• 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

GC触发的条件有两种

（1）程序调用System.gc时可以触发；（2）系统自身来决定GC触发的时机。

要完全回收一个对象，至少需要经过两次标记的过程。
第一次标记：对于一个没有其他引用的对象，筛选该对象是否有必要执行finalize()方法，如果没有执行必要，则意味可直接回收。（筛选依据：是否复写或执行过finalize()方法；因为finalize方法只能被执行一次）。
第二次标记：如果被筛选判定位有必要执行，则会放入FQueue队列，并自动创建一个低优先级的finalize线程来执行释放操作。如果在一个对象释放前被其他对象引用，则该对象会被移除FQueue队列。

Minor GC ，Full GC 触发条件

Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。
Full GC触发条件：
（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行
（2）老年代空间不足
（3）方法区空间不足

（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
（5）由Eden区、From Space区向To Sp3ace区复制时，对象大小大于To Space可存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

java垃圾回收机制

一.如何确定某个对象是“垃圾”？
1）引用计数法。（python）
2） 在Java中采取了 可达性分析法
通过一系列的“GC Roots”对象作为起点进行搜索，如果在“GC Roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的，不过要注意的是被判定为不可达的对象不一定就会成为可回收对象。被判定为不可达的对象要成为可回收对象必须至少经历两次标记过程，如果在这两次标记过程中仍然没有逃脱成为可回收对象的可能性，则基本上就真的成为可回收对象了。
二.典型的垃圾收集算法
（标记-清除）算法 （复制）算法 （标记-整理）算法 （分代收集）算法

三.典型的垃圾收集器
1.Serial：最古老的垃圾收集器，“Serial”体现在其收集工作是单线程的， 在进行垃圾收集过程中，会进入臭名昭著的“Stop-The-World”状态，一直是 Client 模式下 JVM 的默认选项。复制算法（-XX:+UseSerialGC）
Serial Old：老年代，采用了标记 - 整理（Mark-Compact）算法
　2.ParNew:新生代 GC 实现,是 Serial GC 的多线程版本，最常见的应用场景是配合老年代的 CMS GC 工作（-XX:+UseParNewGC）
3.Parallel Scavenge： 新生代的多线程收集器（并行收集器） 其采用的是Copying算法，是 server 模式 JVM 的默认 GC 选择（-XX:+UseParallelGC）
　4.Parallel Old：并行运行；作用于老年代；标记-整理算法；吞吐量优先；适用于后台运算而不需要太多交互的场景。
　5.CMS：基于标记 - 清除（Mark-Sweep）算法，设计目标是尽量减少停顿时间，采用的标记 - 清除算法，存在着内存碎片化问题，所以难以避免在长时间运行等情况下发生 full GC（-XX:+UseConcMarkSweepGC），在 JDK 9 中被标记为废弃（deprecated）
6.G1(重点讲，引用上面的G1)：兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现，是 Oracle JDK 9 以后的默认 GC 选项。G1 可以直观的设定停顿时间的目标。
G1 同样存在着年代的概念，但是与我前面介绍的内存结构很不一样，其内部是类似棋盘状的一个个 region 组成。

region 的大小是一致的，数值是在 1M 到 32M 字节之间的一个 2 的幂值数，JVM 会尽量划分 2048 个左右、同等大小的 region。
当然这个数字既可以手动调整，G1 也会根据堆大小自动进行调整。在 G1 实现中，年代是个逻辑概念，具体体现在，一部分 region 是作为 Eden，一部分作为 Survivor，除了意料之中的 Old region，G1 会将超过 region 50% 大小的对象（在应用中，通常是 byte 或 char 数组）归类为 Humongous 对象，并放置在相应的 region 中。逻辑上，Humongous region 算是老年代的一部分，
缺点：region 大小和大对象很难保证一致，这会导致空间的浪费。
从 GC 算法的角度，G1 选择的是复合算法，可以简化理解为：
在新生代，G1 采用的仍然是并行的复制算法，所以同样会发生 Stop-The-World 的暂停。
在老年代，大部分情况下都是并发标记，而整理（Compact）则是和新生代 GC 时捎带进行，并且不是整体性的整理，而是增量进行的。

jvm怎样判断一个对象是否可回收，怎样的对象才能作为GC root

1)在Java中采取了 可达性分析法
通过一系列的“GC Roots”对象作为起点进行搜索，如果在“GC Roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的，不过要注意的是被判定为不可达的对象不一定就会成为可回收对象。被判定为不可达的对象要成为可回收对象必须至少经历两次标记过程，如果在这两次标记过程中仍然没有逃脱成为可回收对象的可能性，则基本上就真的成为可回收对象了。
2)虚拟机栈中引用的对象、方法区类静态属性引用的对象、方法区常量池引用的对象、本地方法栈JNI引用的对象

OOM说一下？怎么排查？哪些会导致OOM? OOM出现在什么时候

OOM，全称“Out Of Memory”，官方说明：当JVM因为没有足够的内存来为对象分配空间并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时，就会抛出这个error。
（没有空闲内存，并且垃圾收集器也无法提供更多内存。）
怎么排查？
首先可以查看服务器运行日志以及项目记录的日志，捕捉到内存溢出异常。
核心系统日志文件
OOM出现在什么时候？哪些会导致OOM?
java堆内存溢出，此种情况最常见，一般由于内存泄露或者堆的大小设。置不当引起。 可以通过虚拟机参数-Xms,-Xmx等修改。
（1）java永久代溢出，即方法区溢出了，因为永久代的大小是有限的，并且 JVM 对永久代垃圾回收（如，常量池回收、卸载不再需要的类型）非常不积极，所以当我们不断添加新类型的时候，永久代出现 OutOfMemoryError 也非常多见 ，尤其是在运行时存在大量动态类型生成的场合；（ＪＤＫ　８　已经没有方法区了，改为元数据区）
（2）JAVA虚拟机栈溢出，不会抛OOM error，一般是由于程序中存在死循环或者深度递归调用造成的，栈大小设置太小也会出现此种溢出。可以通过虚拟机参数-Xss来设置栈的大小。程序不断的进行递归调用，而且没有退出条件，就会导致不断地进行压栈。类似这种情况，JVM 实际会抛出 StackOverFlowError；当然，如果 JVM 试图去扩展栈空间的的时候失败，则会抛出 OutOfMemoryError。
（３）直接内存不足，也会导致 OOM

什么是Full GC？GC? major GC? stop the world

从年轻代空间（包括 Eden 和 Survivor 区域）回收内存被称为 Minor GC。
Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。

Full GC 是清理整个堆空间—包括年轻代和老年代。
Full GC触发条件：
（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行
（2）老年代空间不足
（3）方法去空间不足
（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
（5）由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

GC，即就是Java垃圾回收机制。GC触发的条件有两种。（1）程序调用System.gc时可以触发；（2）系统自身来决定GC触发的时机。
两次标记的过程。
第一次标记：对于一个没有其他引用的对象，筛选该对象是否有必要执行finalize()方法，如果没有执行必要，则意味可直接回收。（筛选依据：是否复写或执行过finalize()方法；因为finalize方法只能被执行一次）。
第二次标记：如果被筛选判定位有必要执行，则会放入FQueue队列，并自动创建一个低优先级的finalize线程来执行释放操作。如果在一个对象释放前被其他对象引用，则该对象会被移除FQueue队列。

当程序运行到这些“安全点”(方法调用,循环跳转,异常跳转)的时候就会暂停所有当前运行的线程（Stop The World 所以叫STW）。
在GC发生时，直接把所有线程都挂起，然后检测所有线程是否都在安全点，如果不在安全点则恢复线程的执行，等执行到安全点再挂起。
VM会设置一个标志，当线程执行到安全点的时候会轮询检测这个标志，如果发现需要GC，则线程会自己挂起，直到GC结束才恢复运行

如何判断是否有内存泄露？

泄露可以对比不同时间点内存分配，一般看用户类型的分配情况，什么在增加。具体，比如用jmap -histo:live 多次快照，然后对比差异，或者用jmc之类profiling工具，都可以进行，对比会更加流畅一些
定位 Full GC 发生的原因，有哪些方式？
1,首先通过printgcdetail 查看fullgc频率以及时长
2,通过dump 查看内存中哪些对象多，这些可能是引起fullgc的原因，看是否能优化
3,如果堆大或者是生产环境，可以开起jmc 飞行一段时间，查看这期间的相关数据来订位问题