Java面试（2）——JVM

申公豹
125 阅读5分钟

综述：类加载的过程 从.java文件，通过类的加载器（在这里为字节码文件，为可移植性提供基础），加载进JVM中，加载进JVM的方法区中。 当new 一个对象时，识别new这个操作，会检查对应的类是否加载，对应的方法区的为类的模板，通过模板来生成类的实例，类的实例保存在虚拟机栈（JAVA栈）中

一、JVM外，类加载器

1、类加载器的种类

  • bootstrapClassLoader
  • ExtensionClassLoader
  • ApplicationClassLoader
  • CustromClassLoader

2、双亲委派机制

  • 原理：
  • 解决的问题：保护沙箱环境的安全
  • 总结：我爸是李刚，有事找我爸

二、JVM内

1、线程私有

  • JAVA栈或虚拟机栈
  • 本地方法栈
  • PC

2、线程共享

  • 堆
  • 方法区

三、垃圾回收机制（主要是对堆内的垃圾回收）

1、关于方法区在JDK7和JDK8中的不同表现

-JDK7方法区为永久代 堆和方法区在一块 -JDK8方法区为元空间 在内存中，分开

  • 优化：在一起其中一个回收，则另一个进行回收

2、关于堆内存的分配

  • 1/3是年轻代，剩余为老年代
  • 其中新生代又分为Eden区、from区和to区（两个可以互换，谁为空时谁为to）
  • 内存大小可以调节 -xms -xmx调节堆内存的大小

3、垃圾回收算法

  • 复制算法 （对应年轻代的回收）
  • 标记清除 （对应老年代的回收）
  • 标记整理 （对应老年代的回收）

4、垃圾回收器（基本忘记）

1、CMS（Concurrent Mark Sweep 并发标记清除 ）（垃圾回收器实现了垃圾回收算法） 标记清除

主要流程如下：

  • 初始标记 STW(Stop the world) GC过程中应用的程序会发生停顿 将老年代的死的标出来，还有就是跨代引用的(注意：因为使用的可达性分析法，但这次指指向root) STW
  • 并发标记 将GCROOT下面的进行追溯 (线程还在运行，此时会产生新的对象) -并发标记预处理：希望减少下一个阶段重新标记的时间 将上一阶段并发脏的进行标为脏页 新生代可能又有老年代引用指向的对象(应minorGC来进行优化)
  • 重新标记 STW 扫描卡表，找出死的
  • 并发消除

优点和缺点

  • 优点：部分实现多线程
  • 缺点: 内存碎片太多，因为没有整理的算法，但是整理的算法会发生STW(纠结~)

G1

  • 引出了分区的概念，对分代的概念进行了弱化
  • 新生代和老年代的堆空间不再是确定的1:2，而是根据最大的停顿时间进行调整
  • G1解决跨代引用不是卡表，为RSET,其中的RSET在每个region都存在，记录着当前的region和其他region之间的引用对象的关系
  • G1的过程：分别为minor GC和mixed GC
minorGC的主要流程
  • 标记阶段：从GCROOT开始，标记活跃对象
  • 转移： 转移到新的region
  • 重定位:换个区域重新指向
mixedGC的主要流程
  • 标记阶段： 初始标记 并发标记 再标记
  • 清理 （无法解决转移过程中准确定位地址的问题）
  • 复制 涉及到GCROOT的一般会很慢

5、如何判断一个对象为垃圾

当没有印象指向他时，则为垃圾

判断方法

1、引用计数法

2、可达性分析法

啥样的引用可作为GCROOTs?
1、虚拟机栈中引用的对象
2、被static关键字修饰的 (static修饰的对象在JVM的整个生命周期中都存在)
3、synchronized同步锁所持有的对象

四、垃圾回收的过程

  • 所有的类都是在Eden区进行new创建的，当Eden用完后，使用minor GC(Young GC)进行回收。回收完剩余的复制进幸存者0区，当幸存者这0区满时候，进行赋值幸存者1区。再来时，进行GC回收，from和to区将会进行交换，谁空谁是to区
  • 当一个对象经历过15次minorGC还没被回收，年龄加1，扔进老年区老年区满时，则会执行FullGC,FULLGC则是将新生代和老年代一起进行回收
  • 若FULLGC后仍没有空间，则报OOM错
  • OOM的原因：Java虚拟机内存不够（内存指的都是堆内存），可通过调节-XMx(堆内存所占主机内存的比例)进行调整，或者是创建了一个大的对象不会进行回收（G1垃圾回收器）

五、引用的类型

  • 强引用
  • 弱引用 (在将要OOM时候进行回收)
  • 软引用 (在任何情况下都进行回收)
  • 虚引用 (擦屁股)

六、重要的一个问题

  • 跨代的问题，存在跨代引用，新生代的对象被老年代所引用，则不会被回收
  • 当新生代的对象要被回收时，需要遍历老年代，使用可达性分析法，去判断在老年代的引用是否还指向当前的对象，为了防止遍历老年代，引出记忆集
  • 记忆集将老年代划分为若干小块，标识出记忆集中哪一块存在跨代引用
  • 记忆集的实现方式为卡表（card table）,记录非收集区域指向收集区域指针的集合
  • 原理：堆内存的每一块区域形成卡页，卡表是卡页的集合。当存在跨代引用的时候，将卡页标记为脏页，每次minorGC只需要从卡表中找到卡页，避免遍历访问老年代
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