JVM（面试问题简析）学习笔记

1. JVM中有哪几块内存区域？Java 8 之后对内存分代做了什么改进？

• Java 8 之前：
  

  • 上图是 JVM 中最基本的、也是最常用的三个内存区域
  • 程序运行后，常量池和所有类信息都会加载到永久代内，Spring 实例化的所有对象都会加载到堆内存中，当执行请求时需要由线程进行执行所以栈内存就是线程独有的内存

• Java 8 以后的内存分代进行的改进：

  • 常量池放入堆内存中
  • 类信息放入到元空间中

2. 你知道JVM是如何运行起来的吗？堆内存中对象的分配的基本策略？

• 如果一个类中包含了一个 main 方法，当执行 main 方法时，会启动一个 JVM 的进程，它会默认一个 main 线程，这个main 线程就会负责执行一个 main 方法的方法，进而创建各种对象，实现逻辑
• 如果把代码放到 tomcat 中，所有的类都会被类加载器加载到元空间中，Spring 容器启动后会扫描对应的代码，会通过反射技术，创建出类的 Bean 实例，并加载到堆内存中。
• 当有请求进入 Tomcat 时，都会分配一个线程去处理它， 每一个线程都会分配一个栈内存。在处理请求时可能会使用到 Bean 实例中的方法，执行方法时会在栈内存中会创建一个栈帧，并且把该方法中的局部变量存在栈帧中。当需要使用到局部的对象的时候会在堆内存中创建对象实例，接着栈帧中的局部变量会去引用堆内存中的对象实例。在执行当前方法的过程中引用到其他方法，则会将该方法压入栈顶。当方法执行完毕后会依次出栈，并将局部变量销毁
  

3. 说说 JVM 在哪些情况下会触发垃圾回收？JVM 的年轻代垃圾回收算法？

• 堆内存中的内存分代
  

  • eden、s0，s1 都属于新生代
  • tentired 属于老年代
  • 新生代中内存分配规则一般为 8:1:1

• 如果eden区满了，就会触发年轻代的GC

• 在执行年轻代GC的时候，会将没有任何引用的对象回收，一般情况下被方法的局部变量、类的静态变量引用的对象不会被回收，其他都会被回收

• 一般，再垃圾回收处理时，一边判断哪些没有被引用，一边进行回收是不现实的，所以有一个 stop the world 的概念，也就是在垃圾回收时，会停止工作线程运行，然后再判断哪些可以回收

• 年轻代垃圾回收的算法

  • 复制算法
  • 当 eden 区满了之后，会将 eden 区中还有被引用的对象，复制到 s0 区，然后将 eden 区整个清空
  • 当 eden 区再一次满了之后，会将 eden + s0 区中还有被引用的对象复制到 s1 区域，然后将 eden + s0 区域整个清空
  • 在下一次就是，将 eden + s1 区域还有被引用的对象复制到 s0，将 eden + s1 区域整个清空
    以此往复……

4. 说说对象什么时候转移到老年代，以及老年代垃圾回收算法

• 以下三种情况会转移到老年代

  1. 在 s0、s1 来回复制很多次(一般15次)的对象，也即熬过很多次垃圾回收，长期存活的对象
  2. 很大的对象
  3. 回收时所有存活的对象比 s 区域内存还要大，不能直接存入 s 区域的对象

• 对于老年代而言，其中的垃圾对象不是很多，大部分都是需要长期存活的对象

• 老年代的垃圾回收比年轻代的速度会慢 10 倍以上

• 所以老年代的垃圾回收算法主要为：

  • 标记-清理
    • 标记出没有被引用的垃圾对象，直接清理掉
    • 这种方式会引发内存碎片的问题
  • 标记-整理
    • 将老年代中存活的对象标记出来，并将它们压缩整理到一块连续的内存空间内，这样剩余的可用空间也就是连续的
    • 这样就可以解决上面方法产生的问题

5. 常用的垃圾回收器有什么？

• 比较常用的为以下三种

1. parnew + cms 的组合

   • 在 JDK 8 及 8 以前较为常用
   • parnew 是针对年轻代，和上文的算法大致相同，只不过是使用多线程进行回收
   • cms 是针对老年代，它会将老年代的回收分为好几个阶段：初始标记、并发标记、并发清理……
   • 使用这种方法进行垃圾回收，尽可能的让垃圾回收和工作线程并发进行，尽量减少 stop the world 的时长

2. g1 直接分代回收

   • JDK 9 及以后主推
   • 年轻代、老年代都适用

6. 生产环境中的 Tomcat 是如何设置 JVM 参数的？如何检测 JVM 运行情况？

• 如果通过预估+压测，做一份生产环境的 JVM 参数出来，如何区观察 JVM 运行的情况

7. 发生 OOM 之后，应该如何排查和处理线上系统的 OOM 问题？