J V M 篇

目录

 1、Java类加载器

2、双亲委托模型

从父类加载器到子类加载器分别为：

双亲委托模型的一个过程：

优点：

3、GC如何判断对象可以被回收

引用计数法：

可达性分析法：

GC Roots的对象有：

4、JVM运行时数据区（内存结构）

线程私有区：

虚拟机栈：

本地方法栈：

程序计数器：

线程共享区：

堆内存：

方法区：

5、什么情况下会内存溢出？ 

堆内存溢出：

栈溢出：

6、JVM有哪些垃圾回收算法？

标记清除算法：

复制算法：

标记整理算法：

7、典型垃圾回收器

CMS：

G1 ：

8、JVM中有哪些引用？

强引用：

软引用：

弱引用：

虚引用：

9、类加载过程

（1）加载 ：

（2）连接：

（3）初始化 ：

10、JVM类初始化顺序

11、对象的创建过程

12、对象头中有哪些信息

13、JVM内存参数

14、GC的回收机制和原理

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 1、Java类加载器

• 在JDK中，它自带了三个类加载器分别是：BootStrapClassLoader（启动类加载器）、ExtClassLoader（扩展类加载器）、AppClassLoader（应用类加载器）。
• BootStrapClassLoader（启动类加载器）：它是ExtClassLoader的父类加载器，默认的加载方式是在%JAVA_HOME%lib目录下的jar包和class文件。
• ExtClassLoader（扩展类加载器）：它是AppClassLoader的父类加载器，它负责加载%JAVA_HOME%lib/ext文件夹下的jar包和class类。
• AppClassLoader（应用类加载器）：它是自定义加载器的父类，负责加载classpath下的类文件。系统类加载器，线程上下文加载器。
• 它们全部都继承了ClassLoader并且实现了自定义类加载器。

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2、双亲委托模型

从父类加载器到子类加载器分别为：

 

• BootStrapClassLoader    加载路径为：JAVA_HOME/jre/lib
• ExtensionClassLoader    加载路径为：JAVA_HOME/jre/lib/ext
• ApplicationClassLoader  加载路径为：classpath

还有一个自定义类加载器

1. 当一个类加载器收到类加载请求时，会先把这个请求交给父类加载器处理，
2. 若父类加载器找不到该类，再由自己去寻找。
3. 该机制可以避免类被重复加载，还可以避免系统级别的类被篡改

双亲委托模型的一个过程：

        如果一个类加载器收到了类加载器的请求，首先它不会自动得去尝试加载这个类，它会把这个类托付给父类加载器去完成，每一层依次都是这样。因此所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器（BootStrapClassLoader）中。只有当父类加载器反馈自己无法完成加载请求的时候，其实就是找不到类的时候，这个时候子类加载器才会尝试自己去加载，这个过程就叫做双清委托模型。

优点：

• 主要是为了安全，避免了用户自己编写的类动态替换了Java的一些核心类，比如String
• 同时也避免了类的重复加载（因为在JVM中区分不同类，不单是根据类名，在相同的class文件中被不同的ClassLoader加载就是不同的两个类）

 

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3、GC如何判断对象可以被回收

引用计数法：

 

• 其实就是每个对象都有一个引用计数属性，新增一个引用时计数的时候会加1，引用释放时计数的时候会减1，计数为0的时候就可以回收

 

其实简单点就是已淘汰，为每个对象添加引用计数器，引用为0时判定可以回收，会有两个对象相互引用无法回收的问题

可达性分析法：

 

• 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的时候，就可以证明此对象是不可用的，那么虚拟机就判断是可回收对象。

其实简单点就是从GCRoot开始往下搜索，搜索过的路径称为引用链，若一个对象GCRoot没有任何的引用链，则判定可以回收

引用计数法，可能会出现A 引用了 B，B 又引用了 A，这时候就算它们都不再使用了，但因为相互引用计数器=1，也是永远无法被回收。

GC Roots的对象有：

 

• 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
• 方法区中类静态属性引用的对象
• 方法区中常量引用的对象
• 本地方法栈中JNI（其实就是一般说的Native方法）引用的对象

 

简单点就是虚拟机栈中引用的对象，方法区中静态变量引用的对象，本地方法栈中引用的对象（好理解！）

可达性算法中的不可达对象并不是立即死亡的，对象拥有一次自我拯救的机会。

对象被系统宣告死亡至少还要经历两次标记过程：

• 第一次是经过可达性分析发现没有与GC Roots相连接的引用链，
• 第二次是在由虚拟机自动建立的Finalizer队列中判断是否需要执行finalize()方法。

• 当对象变成(GC Roots)不可达的时候，GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法，
• 如果没有覆盖，那么就直接将其回收。
• 如果覆盖了，若对象未执行过finalize方法，将其放入F-Queue队列，由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。
• 执行finalize方法完毕后，GC会再次判断该对象是否可达，
• 若不可达的话，就会进行回收，
• 如果可达的话，对象就会“复活”

• 每个对象只能触发一次finalize()方法
• 由于finalize()方法运行代价高昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序，不推荐大家使用，建议遗忘它。

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4、JVM运行时数据区（内存结构）

线程私有区：

虚拟机栈：

 

• 每次调用方法都会在虚拟机栈中产生一个栈帧，
• 每个栈帧中都有方法的参数、局部变量、方法出口等信息，方法执行完毕后释放栈帧

本地方法栈：

 

• 它为native修饰的本地方法提供的空间，在HotSpot中与虚拟机合二为一

程序计数器：

 

• 保存指令执行的地址，方便线程切回后能继续执行代码

线程共享区：

堆内存：

 

• Jvm进行垃圾回收的主要区域，存放对象信息，分为新生代和老年代，内存比例为1：2，
• 新生代的Eden区内存不够时时发生MinorGC,老年代内存不够时发生FullGC

 

方法区：

 

• 存放类信息、静态变量、常量、运行时常量池等信息。
• JDK1.8之前用持久代实现，JDK1.8后用元空间实现，元空间使用的是本地内存，而非在JVM内存结构中

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5、什么情况下会内存溢出？ 

堆内存溢出：

 

1. 当对象一直创建而不被回收时
2. 加载的类越来越多时
3. 虚拟机栈的线程越来越多时

栈溢出：

 

• 方法调用次数过多，一般是递归不当造成

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6、JVM有哪些垃圾回收算法？

 

标记清除算法：

 

• 标记不需要回收的对象，然后清除没有标记的对象，会造成许多内存碎片。

 

复制算法：

 

• 将内存分为两块，只使用一块，进行垃圾回收时，先将存活的对象复制到另一块区域，然后清空之前的区域。（用在新生代）

 

标记整理算法：

 

• 与标记清除算法类似，但是在标记之后，将存活对象向一端移动，然后清除边界外的垃圾对象。（用在老年代）

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7、典型垃圾回收器

CMS：

 

• 以最小的停顿时间为目标、只运行在老年代的垃圾回收器，使用标记-清除算法，可以并发收集。

G1 ：

 

• JDK1.9以后的默认垃圾回收器，注重响应速度，支持并发，
• 采用标记整理+复制算法回收内存，使用可达性分析法来判断对象是否可以被回收。

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8、JVM中有哪些引用？

强引用：

 

• new的对象。哪怕内存溢出也不会回收

软引用：

• 只有内存不足时才会回收

弱引用：

 

• 每次垃圾回收都会回收

虚引用：

 

• 必须配合引用队列使用，一般用于追踪垃圾回收动作

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9、类加载过程

（1）加载 ：

 

• 把字节码通过二进制的方式转化到方法区中的运行数据区

 

（2）连接：

 

 验证：

• 验证字节码文件的正确性

 准备：

• 正式为类变量在方法区中分配内存，并设置初始值，final类型的变量在编译时已经赋值了

 解析：

• 将常量池中的符号引用（如类的全限定名）解析为直接引用（类在实际内存中的地址） 

 

（3）初始化 ：

 

• 执行类构造器（不是常规的构造方法），为静态变量赋初值并初始化静态代码块。

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10、JVM类初始化顺序

父类静态代码块和静态成员变量 - > 子类静态代码块和静态成员变量 - > 父类代码块和普通成员变量 - > 父类构造方法 - > 子类代码块和普成员变量 - > 子类构造方法

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11、对象的创建过程

1. 检查类是否已被加载，没有加载就先加载类
2. 为对象在堆中分配内存，使用CAS方式分配，防止在为A分配内存时，执行当前地址的指针还没有来得及修改，对象B就拿来分配内存。
3. 初始化，将对象中的属性都分配0值或null
4. 设置对象头
5. 为属性赋值和执行构造方法

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12、对象头中有哪些信息

• 对象头中有两部分，
• 一部分是MarkWork,存储对象运行时的数据，如对象的hashcode、GC分代年龄、GC标记、锁的状态、获取到锁的线程ID等；
• 另外一部分是表明对象所属类，如果是数组，还有一个部分存放数组长度

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13、JVM内存参数

• -Xmx[]：堆空间最大内存
• -Xms[]：堆空间最小内存，一般设置成跟堆空间最大内存一样的
• -Xmn[]：新生代的最大内存

• -xx:[survivorRatio=3]:eden区与from+to区的比例为3：1，默认为4：1
• -xx[use 垃圾回收器名称]：指定垃圾回收器
• -xss：设置单个线程栈大小

一般设堆空间为最大可用物理地址的百分之80

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14、GC的回收机制和原理

• GC的目的实现内存的自动释放，使用可达性分析法判断对象是否可回收，
• 采用了分代回收思想，将堆分为新生代、老年代，新生代中采用复制算法，老年代采用整理算法，
• 当新生代内存不足时会发生minorGC,老年代不足时会发送fullGC