JVM面试合集

前言

前文介绍了数据库、中间件相关。本期我们继续学习Java特性的JVM。

JVM面试合集

1. JVM的架构组成是怎样的？

JVM主要由**类加载器（ClassLoader）、运行时数据区（Runtime Data Area）、执行引擎（Execution Engine）和垃圾收集器（Garbage Collector）**组成。其中，类加载器负责加载Java类；运行时数据区包括堆、栈、方法区等内存区域；执行引擎负责执行字节码；垃圾收集器负责回收不再使用的内存。

2. JVM的内存模型是怎样的？

JVM的内存模型主要包括堆、栈、方法区和本地方法栈等部分。堆是JVM所管理的最大一块内存区域，主要用于存放各种对象实例；栈是每个线程私有的一块内存区域，用于存储局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口等信息；方法区用于存储已被JVM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据；本地方法栈与栈类似，不过它是为Native方法服务的。

3. 描述一下JVM加载class文件的原理机制？

JVM加载class文件的原理机制主要包括加载、链接和初始化三个阶段。加载阶段主要是通过类加载器将class文件加载到内存中，生成对应的Class对象；链接阶段包括验证、准备和解析三个步骤，主要是对字节码进行校验、为字段分配内存并设置初始值、将符号引用转换为直接引用等处理；初始化阶段主要是对类的静态字段进行初始化。

4. JVM的垃圾回收算法有哪些？

JVM的垃圾回收算法主要包括标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法和分代收集算法。标记-清除算法是最基础的垃圾回收算法，它通过标记需要回收的对象并清除它们来回收内存；复制算法将内存分为两个区域，每次只使用其中一个区域，当该区域内存使用完时，将存活的对象复制到另一个区域中；标记-整理算法在标记-清除算法的基础上进行了优化，通过移动存活对象来消除内存碎片；分代收集算法根据对象存活周期的不同将内存划分为不同的区域，采用不同的垃圾回收算法进行回收。

5. 你知道哪些垃圾收集器，各自的特点？

Java中的垃圾收集器主要包括Serial收集器、ParNew收集器、Parallel收集器、Cms收集器和G1收集器等。Serial收集器是单线程的，它在进行垃圾收集时会暂停所有用户线程；ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本，它可以利用多个CPU核心进行垃圾收集；Parallel收集器也称为吞吐量优先收集器，它以并行的方式进行垃圾收集，并关注吞吐量；Cms收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，它基于标记-清除算法实现；G1收集器是一种面向服务端应用的垃圾收集器，它将堆内存划分为多个独立的子区域，并可以预测停顿时间。

6. 介绍一下JVM中的类加载机制，双亲委派模型是什么？

JVM中的类加载机制是指将Java类的字节码文件加载到内存中，并生成对应的Class对象的过程。类加载机制主要包括加载、链接和初始化三个阶段。在类加载过程中，JVM采用了双亲委派模型来保证类的唯一性和安全性。双亲委派模型是指当一个类加载器收到类加载请求时，它不会自己去加载这个类，而是将这个请求委派给父类加载器去完成。只有当父类加载器无法完成这个加载请求时，子类加载器才会尝试自己去加载。这样可以避免类的重复加载和一些安全问题。

7. Java对象创建过程是怎样的？

Java对象的创建过程主要包括类加载、内存分配、初始化和返回对象引用等步骤。首先，JVM需要加载类的字节码文件并生成对应的Class对象；然后，在堆内存中为对象分配内存空间，并初始化对象的属性值和状态；最后，返回对象的引用给调用者。在对象创建过程中，JVM还会进行一些优化处理，如即时编译、逃逸分析等，以提高程序的执行效率。

8. 描述一下Java内存模型（JMM）？

Java内存模型（JMM）是Java虚拟机规范中定义的一种内存模型，它描述了Java程序中线程之间的内存可见性和同步行为。JMM规定了所有的变量都存储在主内存中，而每个线程都有自己的工作内存。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中的变量。JMM通过定义一系列的Happens-Before规则来保证多线程之间的内存可见性和有序性。

9. 在工作中遇到jvm相关的问题？

A. Cms的触发参数配置太大，导致内存占比很高时未触发fgc
B. 默认GC配置是Parallel New + Old，需要通过参数配置才可使用ParNew + CMS 配置
C. 要配置gc日志和观察gc频率分析内存使用的合理性