[笔面] Java虚拟机与GC调优相关面试

1.Java虚拟机运行时的数据区

2.常用的内存区域调节参数

3.内存分配方法有哪些？

堆上分配、栈上分配、堆外分配（DirectByteBuffer或直接使用Unsafe.allocateMemory,但不推荐这种方式）。

4.JVM内存监控方法有哪些？
1）系统程序运行时可通过jstat –gcutil来查看堆中各个内存区域的变化以及GC的工作状态；
2）启动时可添加-XX:+PrintGCDetails –Xloggc:<file>输出到日志文件来查看GC的状况；
3）jmap –heap可用于查看各个内存空间的大小；

5.断代法可用GC汇总
一、新生代可用GC
1）串行GC(Serial Copying)：client模式下默认GC方式，也可通过-XX:+UseSerialGC来强制指定；默认情况下 eden、s0、s1的大小通过-XX:SurvivorRatio来控制，默认为8，含义
为eden:s0的比例，启动后可通过jmap –heap [pid]来查看。
默认情况下，仅在TLAB或eden上分配，只有两种情况下会在老生代分配：
1、需要分配的内存大小超过eden space大小；
2、在配置了PretenureSizeThreshold的情况下，对象大小大于此值。

默认情况下，触发Minor GC时：
之前Minor GC晋级到old的平均大小 < 老生代的剩余空间 < eden+from Survivor的使用空间。当HandlePromotionFailure为true，则仅触发minor gc；如为false，则触发full GC。

默认情况下，新生代对象晋升到老生代的规则：

1、经历多次minor gc仍存活的对象，可通过以下参数来控制：以MaxTenuringThreshold值为准，默认为15。
2、to space放不下的，直接放入老生代；

2）并行GC（ParNew）：CMS GC时默认采用，也可采用-XX:+UseParNewGC强制指定；垃圾回收的时候采用多线程的方式。

3）并行回收GC(Parallel Scavenge)：server模式下默认的GC方式，也可采用-XX:+UseParallelGC强制指定；eden、s0、s1的大小可通过-XX:SurvivorRatio来控制，但默认情况下
以-XX:InitialSurivivorRatio为准，此值默认为8，代表的为新生代大小 : s0，这点要特别注意。

默认情况下，当TLAB、eden上分配都失败时，判断需要分配的内存大小是否 >= eden space的一半大小，如是就直接在老生代上分配；

默认情况下的垃圾回收规则：

1、在回收前PS GC会先检测之前每次PS GC时，晋升到老生代的平均大小是否大于老生代的剩余空间，如大于则直接触发full GC；
2、在回收后，也会按照上面的规则进行检测。

默认情况下的新生代对象晋升到老生代的规则：
1、经历多次minor gc仍存活的对象，可通过以下参数来控制：AlwaysTenure，默认false，表示只要minor GC时存活，就晋升到老生代；NeverTenure，默认false，表示永不晋升到老生代；上面两个都没设置的情冴下，如 UseAdaptiveSizePolicy，启动时以InitialTenuringThreshold值作为存活次数的阈值，在每次ps gc后会动态调整，如不使用UseAdaptiveSizePolicy，则以MaxTenuringThreshold为准。
2、to space放不下的，直接放入老生代。

在回收后，如UseAdaptiveSizePolicy，PS GC会根据运行状态动态调整eden、to以及TenuringThreshold的大小。如果不希望动态调整可设置 -XX:-UseAdaptiveSizePolicy。如希望跟踪每次的变化情况，可在启劢参数上增加： PrintAdaptiveSizePolicy。

二、老生代可用GC

1、串行GC(Serial Copying)：client方式下默认GC方式，可通过-XX:+UseSerialGC强制指定。

触发机制汇总：
1）old gen空间不足；
2）perm gen空间不足；
3）minor gc时的悲观策略；
4）minor GC后在eden上分配内存仍然失败；
5）执行heap dump时；
6）外部调用System.gc，可通过-XX:+DisableExplicitGC来禁止。

2、 并行回收GC(Parallel Scavenge)： server模式下默认GC方式，可通过-XX:+UseParallelGC强制指定； 并行的线程数为当cpu core<=8 ? cpu core : 3+(cpu core*5)/8或通过-XX:ParallelGCThreads=x来强制指定。如ScavengeBeforeFullGC为true（默认 值），则先执行minor GC。

3、并行Compacting：可通过-XX:+UseParallelOldGC强制指定。

4、并发CMS：可通过-XX:+UseConcMarkSweepGC来强制指定。并发的线程数默认为:( 并行GC线程数+3)/4，也可通过ParallelCMSThreads指定。

触发机制：
1、当老生代空间的使用到达一定比率时触发；

Hotspot V 1.6中默认为65%，可通过PrintCMSInitiationStatistics（此参数在V 1.5中不能用）来查看这个值到底是多少；可通过CMSInitiatingOccupancyFraction来强制指定，默认值并不是赋值在了这个值 上，是根据如下公式计算出来的： ((100 – MinHeapFreeRatio) +(double)(CMSTriggerRatio * MinHeapFreeRatio) / 100.0)/ 100.0; 其中,MinHeapFreeRatio默认值： 40 CMSTriggerRatio默认值： 80。

2、当perm gen采用CMS收集且空间使用到一定比率时触发；

perm gen采用CMS收集需设置：-XX:+CMSClassUnloadingEnabled Hotspot V 1.6中默认为65%；可通过CMSInitiatingPermOccupancyFraction来强制指定，同样，它是根据如下公式计算出来的： ((100 – MinHeapFreeRatio) +(double)(CMSTriggerPermRatio* MinHeapFreeRatio) / 100.0)/ 100.0; 其中，MinHeapFreeRatio默认值： 40 CMSTriggerPermRatio默认值： 80。

3、Hotspot根据成本计算决定是否需要执行CMS GC；可通过-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly来去掉这个动态执行的策略。
4、外部调用了System.gc，且设置了ExplicitGCInvokesConcurrent；需要注意，在hotspot 6中，在这种情况下如应用同时使用了NIO，可能会出现bug。

6.虚拟机通常有哪些GC组合？

7.java程序会发生内存泄露的问题吗？请简单说说你的观点。
会。Java内存管理是通过垃圾收集器（Garbage Collection，GC）自动管理内存的回收的，java程序员不需要通过调用函数来释放内存。因此，很多人错误地认为Java不存在内存泄漏问题，或者认为即使有内存泄漏也不是程序的责任，而是GC或JVM的问题。其实Java也存在内存泄露，但它的表现与C++语言有些不同。
java导致内存泄露的原因很明确：长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄露，尽管短生命周期对象已经不再需要，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收。
严格来说，内存泄漏就是存在一些被分配的对象，这些对象有下面两个特点，首先，这些对象是可达的，即在有向图中，存在通路可以与其相连；其次，这些对象是无用的，即程序以后不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条件，这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏，这些对象不会被GC所回收，然而它却占 用内存。
在java程序中容易发生内存泄露的场景：
1.集合类，集合类仅仅有添加元素的方法，而没有相应的删除机制，导致内存被占用。这一点其实也不明确，这个集合类如果仅仅是局部变量，根本不会造成内存泄露，在方法栈退出后就没有引用了会被jvm正常回收。而如果这个集合类是全局性的变量（比如类中的静态属性，全局性的map等即有静态引用或final一直指向它），那么没有相应的删除机制，很可能导致集合所占用的内存只增不减，因此提供这样的删除机制或者定期清除策略非常必要。
2.单例模式。不正确使用单例模式是引起内存泄露的一个常见问题，单例对象在被初始化后将在JVM的整个生命周期中存在（以静态变量的方式），如果单例对象持有外部对象的引用，那么这个外部对象将不能被jvm正常回收，导致内存泄露，考虑下面的例子：

　　class A{
　　public A(){
　　 B.getInstance().setA(this);
　　}
　　….
　　}
　　//B类采用单例模式
　　class B{
　　private A a;
　　private static B instance=new B();
　　public B(){}
　　public static B getInstance(){
　　return instance;
　　}
　　public void setA(A a){
　　this.a=a;
　　}
　　//getter…
　　}

显然B采用singleton模式，他持有一个A对象的引用，而这个A类的对象将不能被回收。想象下如果A是个比较大的对象或者集合类型会发生什么情况。
所以在Java开发过程中和代码复审的时候要重点关注那些长生命周期对象：全局性的集合、单例模式的使用、类的static变量等等。在不使用某对象时，显式地将此对象赋空，遵循谁创建谁释放的原则，减少内向泄漏发生的机会。

8.说说java中的classloader?

9.说说java中OOM的种类及java程序的内存结构？

10.对于性能，程序编写过程中应该注意哪些？

11.谈谈GC的种类、GC的实现、MC、FC的触发机制及回收过程？JVM层该如何优化？

12.反射性能低下的原因？

13.类变量和实例变量有什么区别？

14.类加载器（ClassLoader）的类加载模式？为什么要选择这种模式？双亲委托加载模式的代码实现？