JVM有关问题

描述一下JVM加载class文件的原理机制？ 

JVM（Java虚拟机）加载class文件的原理机制主要分为以下三个步骤：

1.类的加载：当程序使用一个类时，如果该类还没有被加载到内存中，JVM会通过类加载器（ClassLoader）加载该类。类加载器会根据类的全限定名查找并读取相应的class文件，然后将其转换为JVM能够理解的格式，并存放在方法区中。在方法区中，JVM会为该类生成一个Class对象，用于代表该类在JVM中的存在。

2.类的链接：类加载后，JVM还需要对该类进行链接操作，主要包括验证、准备和解析三个阶段。

• 验证：确保加载的类符合JVM规范和安全规范，比如检查类的字节码是否合法、是否有非法的访问等。
• 准备：为类变量（static变量）分配内存并设置初始值。
• 解析：将符号引用转换为直接引用，比如将类中引用的其他类的全限定名转换为实际的内存地址。

3.类的初始化：链接完成后，JVM会为该类进行初始化操作。在初始化阶段，JVM会执行类的构造器()方法，该方法会按照程序员在源代码中的书写顺序依次初始化类变量和执行静态代码块。

总的来说，JVM加载class文件的过程是一个逐步深入的过程，首先是加载类文件，然后链接类文件，并最终初始化该类。这个过程是JVM实现Java语言跨平台的重要机制之一，使得Java程序可以在不同的操作系统和硬件上运行。

Java对象创建过程

1. 类加载：在Java程序运行时，需要先将需要使用的类加载到JVM中。类加载是指将类的字节码文件加载到内存中，并对字节码文件进行解析和初始化。在解析字节码文件时，会生成类的方法表和属性表，并检查类的语法和语义的正确性。

2. 分配内存空间：在类加载完成后，需要为对象分配内存空间。在JVM中，对象的内存空间通常是在堆区分配的。

3. 初始化对象：在分配内存空间后，需要对对象进行初始化。对象的初始化是指给对象的成员变量赋初值。在Java中，对象的成员变量会自动初始化为默认值，如int类型会被初始化为0，引用类型会被初始化为null。

4. 调用构造方法：对象的构造方法是在对象初始化完成后被调用的，用于执行对象的初始化操作。构造方法可以有多个重载版本，可以接收不同的参数列表。

5. 返回对象引用：在对象的创建过程完成后，会返回对象的引用，开发者可以通过引用来访问对象的成员变量和方法。

总之，在Java中，对象的创建过程是由JVM内部管理的，开发者只需要使用new关键字创建对象并调用构造方法即可。JVM会在内存中为对象分配空间并执行初始化和构造方法等操作。

类的生命周期 

类的生命周期包括这几个部分，加载、连接、初始化、使用和卸载，其中前三部是类的加载的过程.

加载，查找并加载类的二进制数据，在 Java 堆中也创建一个 java.lang.Class 类的对象

连接，连接又包含三块内容：验证、准备、初始化。 1 ）验证，文件格式、元数据、字节码、符号

引用验证； 2 ）准备，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值； 3 ）解析，把类中的符

号引用转换为直接引用

初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值

使用， new 出对象程序中使用

卸载，执行垃圾回收

 

简述Java的对象结构  

Java 对象由三个部分组成：对象头、实例数据、对齐填充。

对象头部包含了Java虚拟机中与对象相关的信息，这些信息包括对象的哈希码、锁信息、垃圾回收标记、对象的类型等。 

实例数据用来存储对象真正的有效信息（包括父类继承下来的和自己定义的）

 

对齐填充： JVM 要求对象起始地址必须是 8 字节的整数倍（8字节对齐）

如何判断对象可以被回收？  

在Java中，判断一个对象是否可以被回收，主要依靠垃圾回收器的算法和对象的引用情况。

1. 引用计数算法：该算法通过给对象设置一个引用计数器，记录对象被引用的次数。当对象的引用计数器为0时，即表示该对象没有被任何其他对象引用，可以被回收。但这种算法无法解决循环引用问题，导致无法被回收的对象称为“内存泄漏”。

2. 根可达算法：该算法通过从一组根对象（如活动线程、静态对象等）出发，寻找到所有可达对象，未被找到的对象即为不可达对象，可以被回收。

在Java中，通过对对象的引用情况进行分析，判断对象是否可以被回收。当对象的引用被置为null或者对象所在的引用已经不存在时，对象将成为不可达对象，可以被回收。此外，对象如果是弱引用或者软引用，在垃圾回收时会被特殊处理。

需要注意的是，垃圾回收器并不一定会立即回收一个不可达对象，而是在需要时才进行回收，所以对象的生命周期是不确定的。

 调优命令有哪些？

1. jstat：用于监控Java虚拟机各个内部组件的统计信息，如堆内存使用情况、类加载情况、垃圾收集情况等。

2. jmap：用于生成Java虚拟机内存映像文件，可以帮助你分析Java堆内存的使用情况。

3. jstack：用于生成Java虚拟机线程快照，可以帮助你分析线程死锁、死循环等问题。

4. jcmd：用于向Java虚拟机发送各种诊断命令，如打印GC日志、查看线程堆栈等。

5. jconsole：Java虚拟机监视和管理工具，可以用图形化界面来监控和管理Java虚拟机。

6. jvisualvm：Java虚拟机性能分析工具，可以用来监控Java应用程序的性能，并生成报告。

7. java命令行参数：可以通过设置Java虚拟机参数来优化性能，如设置堆大小、设置GC策略等。

8. jps ， JVM Process Status Tool, 显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程

 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

jvisualvm，jdk自带全能工具，可以分析内存快照、线程快照；监控内存变化、GC 变化等。

MAT ， Memory Analyzer Tool ，一个基于 Eclipse的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的Java

heap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗

GChisto ，一款专业分析 gc日志的工具

 

什么时候发生Minor GC Full GC

 Minor GC（年轻代GC）通常在新对象分配内存空间时发生。当Eden区域被新的对象填满时，Minor GC就会被触发。Minor GC的主要目标是回收Eden区域内的垃圾对象，以便为新对象腾出更多的空间。Minor GC是一种快速且低成本的GC，因为通常只需要扫描年轻代的Eden区域和Survivor区域即可完成垃圾回收的过程。Minor GC的发生频率通常比Full GC要高。

 

Full GC（老年代GC）通常在以下几种情况下发生：

1. 当年老代（Old Generation）空间不足时，会触发Full GC以回收整个堆内存中的垃圾对象。

2. 当永久代（PermGen或Metaspace）或者元空间内存空间不足时，会触发Full GC以回收PermGen或Metaspace中的垃圾对象。

3. 当调用System.gc()方法时，会建议JVM运行Full GC，但并不保证一定会执行。

Full GC是一种比Minor GC更为耗时和昂贵的垃圾回收，因为它需要扫描整个堆内存中的对象，而不仅仅是年轻代。Full GC通常会造成一定的系统暂停，因此应该尽可能避免触发Full GC。

 

你知道哪些JVM性能调优 

JVM性能调优包括以下几个方面：

1. 堆内存调优：通过调整堆内存大小、垃圾回收器的选择、GC算法等来优化内存使用和垃圾回收的效率。

2. 线程池调优：通过调整线程池大小、队列长度、拒绝策略等来平衡线程池的吞吐量和响应时间。

3. JIT调优：通过调整JIT编译器的参数、优化代码等来提高代码的执行效率。

4. GC调优：通过调整GC相关参数、选择合适的GC算法、调整堆内存大小等来优化垃圾回收的效率和内存使用。

5. 类加载调优：通过调整类加载器的选择和配置等来提高类加载的效率。

6. IO调优：通过使用NIO、调整缓存大小等来提高IO操作的效率。

7. 数据库连接池调优：通过调整连接池大小、最大连接数等来平衡数据库连接的使用和响应时间。

以上是常见的JVM性能调优方面，具体的调优策略需要根据具体应用的情况来确定。

 什么是类加载器，类加载器有哪些?

实现通过类的权限定名获取该类的二进制字节流的代码块叫做类加载器。

主要有一下四种类加载器 :

1. 启动类加载器 (Bootstrap ClassLoader) 用来加载 java核心类库，无法被java 程序直接引用。

2. 扩展类加载器 (extensions class loader): 它用来加载 Java 的扩展库。 Java 虚拟机的实现会提供一 个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。

3. 系统类加载器（ system class loader ）：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

4. 用户自定义类加载器，通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现

 

你有没有遇到过OutOfMemory问题？你是怎么来处理这个问 题的？处理 过程中有哪些收获？

 

常见的原因

内存加载的数据量太大：一次性从数据库取太多数据；

集合类中有对对象的引用，使用后未清空，GC不能进行回收；

代码中存在循环产生过多的重复对象；

启动参数堆内存值小。

OutOfMemory问题通常是由于Java应用程序中的内存使用超过了可用内存而导致的。通常，这种情况发生在处理大量数据或者创建过多对象时。

下面是一些处理OutOfMemory问题的常见方法：

1. 增加Java虚拟机的内存限制：通过设置-Xmx和-Xms参数来增加Java虚拟机的最大和最小内存限制。这将使Java虚拟机可以分配更多的内存，从而减少OutOfMemory错误的出现概率。

2. 检查代码中的内存泄漏：内存泄漏通常是由于创建的对象没有被垃圾回收机制回收而导致的。因此，需要检查代码中是否存在内存泄漏，并及时释放不再需要的对象。

3. 使用对象池：对象池是一种重复使用已创建的对象而不是创建新对象的技术。这可以减少Java应用程序中对象创建的数量，从而减少内存使用。

4. 优化算法：在某些情况下，可以通过优化算法来减少内存使用。例如，可以使用迭代算法而不是递归算法，因为递归算法可能导致堆栈溢出。

 

在处理OutOfMemory问题时，我的一些收获包括：

1. 内存使用优化是应用程序开发中一个重要的方面。可以通过多种方式来减少内存使用，从而减少OutOfMemory问题的出现。

2. 内存使用分析工具可以帮助定位Java应用程序中的内存泄漏问题。这些工具可以帮助开发人员识别哪些对象未被释放，并提供解决方案。

3. 在处理OutOfMemory问题时，需要考虑应用程序的需求和系统的资源限制。需要权衡增加内存限制和优化内存使用的方案，以找到最佳的解决方案。

JDK 1.8之后Perm Space有哪些变动? MetaSpace⼤⼩默认是 ⽆限的么? 还是你们会通过什么⽅式来指定⼤⼩?

 

自从JDK 1.8之后，Java虚拟机中的永久代（Perm Space）已经被移除，取而代之的是元空间（Metaspace）。Metaspace是堆外内存，用于存储类的元数据信息，如类名、方法名、字段名等。相比于永久代，元空间有更高的可扩展性和更好的性能表现。

在JDK 1.8之后，元空间的大小默认是不限的，也就是说，当需要更多的元空间时，JVM会动态地分配更多的内存。

-XX:MetaspaceSize ：分配给类元数据空间（以字节计）的初始大小（ Oracle 逻辑存储上的初始高水 位，the initial high-water-mark ）。此值为估计值， MetaspaceSize 的值设置的过大会延长垃圾回收时 间。垃圾回收过后，引起下一次垃圾回收的类元数据空间的大小可能会变大。

-XX:MaxMetaspaceSize ： 分配给类元数据空间的最大值，超过此值就会触发Full GC，此值默认没有限 制，但应取决于系统内存的大小。JVM会动态地改变此值。

 

如何启动系统的时候设置JVM的启动参数  

如何启动springboot系统的时候设置JVM的启动参数

要在启动Spring Boot应用程序时设置JVM启动参数，可以使用以下两种方法：

方法一：通过命令行参数设置

使用以下命令行参数来设置JVM启动参数：

Copy code

java -jar -Xmx1024m -Xms512m your-spring-boot-app.jar

以上示例设置了JVM的最大内存为1GB，初始内存为512MB。your-spring-boot-app.jar是Spring Boot应用程序的可执行JAR文件。可以根据实际需要修改JVM启动参数。

方法二：通过Spring Boot配置文件设置

1. 在Spring Boot的配置文件（例如application.properties或application.yml）中添加以下属性：

arduinoCopy code

spring-boot.run.jvmArguments=-Xmx1024m -Xms512m

以上示例设置了JVM的最大内存为1GB，初始内存为512MB。可以根据实际需要修改JVM启动参数。

1. 启动Spring Boot应用程序时，它将自动加载配置文件，并使用spring-boot.run.jvmArguments属性中指定的JVM启动参数。

注意：如果同时使用命令行参数和配置文件中的参数，则命令行参数将覆盖配置文件中的参数。

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