Java：Java虚拟机 的一些基本知识点总结回顾

Posted 2020-12-11 kc1995

       虚拟机描述了程序运行时的各种内在情况，在大型项目中排查问题还是蛮重要的。现在关于虚拟机这块儿，真正想招初级Java的中小型公司，反而不会问你这些，他们会问你Java基础（真的是要注重基础，别整什么分布式微服务，高并发优化啥的，把基础答好就行），一些常见的方法，集合类，sql,外加一些简单的算法题，排序居多，把树基本的看看也行。回答的差不多的就要了，要是能说几句内存划分和垃圾回收机制，简直加分了。不招初级java的，反而会问上你一些关于虚拟机的问题，但是问的又很基础。大公司的话，虚拟机的问题一定会问，而且会问的比较深入，要结合自己的调优经验来回答。总而言之，不管你几年经验，一个靠谱的公司，关于虚拟机是必问了。

       回顾下虚拟机的基本知识点，比较基础，供参考

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     1：关于jvm,可以理解为专门运行Java程序的一个容器，一个系统。要知道我们写的Java源文件是由编译器编译成字节码文件，接着由虚拟机中的解释器编译成机器码文件，才能被系统识别。正是由于虚拟机的存在，实现了Java跨平台。

     2：jvm内存区域划分

              方法区（永久代）：存放被加载的类信息，常量，静态变量等，反正存放编译后的信息。 线程共享

              堆：运行时数据区，存放变量，数组等等。是gc进行垃圾回收的主要区域。 线程共享

             程序计数器：每个线程都有自己的独立计数器，是当前线程的字节码文件的行号指示器。如果线程正在执行native方法，计数器为空。线程私有

              虚拟机栈：Java方法在执行的时候会创建一个栈帧，用于存放变量表，操作数栈，动态连接，方法出口等信息。一个Java方法调用完成，就是栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的一个过程。线程私有

             本地方法栈：存放本地方法。线程私有

             直接内存区域，不受jvm管理

             注意：Java1.8中方法区（永久代）被移除，取之而来的叫“元数据区”，存放于本地内存，好处是读数据更快了。

      3：堆从gc角度的细分，

            新生代（eden,Servivor  from, servivor to）与老年代

                    eden:新对象的出生地，如果对象太大，则直接分配到老年代。当Eden区内存不够，触发gc机制。

                    Servivor from:上一次gc的幸存者。servivor to：保留1次gc过程中的幸存者

               gc回收过程：采用复制算法，过程是复制-清空-互换。首先将Eden，Servivorfrom中的 对象复制到Servivorto区域，年龄+1.如果对象年龄到了，或者是Servivorto区域位置不够了，则放到老年代。接着清除掉Eden，Servivorfrom中的对象，最后from和to区互换，原来的to区域成为下次gc的from区域。

              老年代，存放比较大或者年龄较大的对象，老年代比较稳定，gc不会频繁执行，采取标记清除算法。

       4：确定对象是否为垃圾的两种方式

             引用计数器：一个对象如果不是垃圾，说明它肯定会被引用，计数器不为零，如果计数器为零，说明不太可能会被用到，即成了垃圾可回收对象。这个方法的缺点在于存在这么一种情况，两个对象互相引用，除此之外没有其它的引用，本质上是已经没什么用的对象了，但是由于互相引用的关系，计数器不为零，迟迟不能回收。

             可达性分析：通过gc roots对象作为根节点，进行搜索，如果gcroots和任意一个对象之前都是不可达的，则称该对象是不可达的， 不可达对象至少经过两次标记后，则将进行回收。

       5：垃圾回收算法

            标记清除，复制，标记整理。不做详细介绍。

        6：四种引用

            强引用，软引用，弱引用，虚引用，不做详细介绍，具体概念看书。

        7：分代收集算法

            根据每个代的特点选择合适的算法：新时代，复制清空互换。老年代，标记清除或者标记整理。

        8：分区收集算法

            将堆内存划分为若干个连续的小区间，每个区间独立使用，独立回收，好处是可控制回收小区间的数量，合理回收，减少gc产生的停顿时间。

        9：常见gc收集器

             Serial，单线程，复制算法

             ParNew,多线程，复制算法

             Parallel Scavenge 多线程，复制算法。

             Serial old ，单线程，标记整理

             Parallel old   多线程，标记整理

             cms，多线程，标记清除

             G1：目前最好的收集器，采用标记整理，不产生内存碎片。 精准的控制停顿时间，不牺牲吞吐量的前提下， 实现低停顿回收。

     10：类加载机制流程

             加载---验证---准备---解析---初始化---使用---卸载

             加载：内存中生成一个代表这个类的对象，作为方法区这个类各个数据的入口。

             验证：验证字节码文件中的信息是否符合jvm规范。

             准备：在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。

             解析：指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。    

             初始化：开始执行Java类中的代码。

       11：几种不会引起类初始化的情况

              1. 通过子类引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。 

              2. 定义对象数组，不会触发该类的初始化。

              3. 常量在编译期间会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用定义常量的类，不会触 发定义常量所在的类。 

              4. 通过类名获取Class对象，不会触发类的初始化。 

              5. 通过Class.forName加载指定类时，如果指定参数initialize为false时，也不会触发类初 始化，其实这个参数是告诉虚拟机，是否要对类进行初始 化。

              6. 通过ClassLoader默认的loadClass方法，也不会触发初始化动作。

         12：双亲委派模型概念

                当一个类收到了类加载请求，他首先不会尝试自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父 类去完成，每一个层次类加载器都是如

此，因此所有的加载请求都应该传送到启动类加载其中， 只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求的时候（在它的加载路径下没有找到所需

加载的 Class），子类加载器才会尝试自己去加载。 

                 采用双亲委派的一个好处是比如加载位于 rt.jar 包中的类 java.lang.Object，不管是哪个加载 器加载这个类，最终都是委托给顶层的启

动类加载器进行加载，这样就保证了使用不同的类加载 器最终得到的都是同样一个Object对象。

          13：虚拟机常见工具，作为大致了解，面试可能会问到

               JConsole:   java 监视与管理控制台 

               visualVM:   多合一故障处理该工具

                jps:            虚拟机进程状况工具

                jstat:           虚拟机统计信息监视工具

               Jinfo            java配置信息工具

               jmap            java 内存映像工具

               jstack          堆栈跟踪工具

         14：虚拟机常见参数

                 -Xmx 堆的大小上限

                -Xms 堆区内存初始内存分配的大小

                -XX:MaxPermSize 永久代上限

                -XX:SurvivorRatio Eden与Survivor区的比例

                -XX:PretenureSizeThreshold 晋升老年代对象大小

                -XX:NewRatio 新生代（Eden+2S）和老年代的比值，4表示1：4

                这个有很多，网上都可以找得到。、

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基本知识点就这些了，具体细节请看书，如果面试官问的不深入，我觉得这些基本包含了必问的点吧