java基础-JVM

Yharim
27 阅读6分钟

前言

共13题

JVM的主要组成部分有哪些？

  • 类加载器：负责将字节码文件加载到内存中；
  • 运行时数据区：用于保存java程序运行过程中需要用到的数据和相关信息；
  • 执行引擎：特定的命令解析器执行引擎将字节码翻译成底层系统指令；
  • 本地库接口：被执行引擎调用参与字节码的翻译。

运行时数据区的组成部分有哪些？

运行时数据区由五部分构成：堆、方法区、栈、本地方法栈、程序计数器。

  1. 堆：存放对象；
  2. 方法区：存储字节码文件、常量、静态变量、运行时常量池；
  3. 栈：是程序方法运行的主要区域，栈里面存的是栈帧；
  4. 本地方法栈：与栈功能相同，但他执行的是本地方法；
  5. 程序计数器：用于记录正在执行的字节码指令的地址，是线程的私有内存，不会产生内存溢出。

堆和栈的区别是什么？

  1. 栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用，但堆内存是用来存储Java对象和数组的；
  2. 堆会GC垃圾回收，而栈不会；
  3. 栈内存是线程私有的，而堆内存是线程共有的。

JVM的类加载器有哪些？

类加载器的主要作用是将字节码文件加载到内存中，主要划分为四种类加载器：

  1. 启动类加载器(BootStrap ClassLoader)：负责加载JRE\lib目录中的类；
  2. 扩展类加载器(ExtClassLoader)：负责加载JRE\lib\ext目录中的类；
  3. 应用类加载器(AppClassLoader)：负责加载用户路径（ClassPath）上的类；
  4. 自定义类加载器：自定义类继承ClassLoader，实现自定义类加载规则。

什么是双亲委派模型？

双亲委派模型是Java中的一种类加载机制。类加载器之间形成了一种层次继承关系，加载时先交给其父类完成，完成不了再尝试执行。在实际执行过程中，会按照自定义类加载器-->应用类加载器-->扩展类加载器-->启动类加载器的顺序从后往前开始询问加载。

类加载器的双亲委派模型保障了jdk自带的类不会被覆盖，使用不同的类加载器最终得到的都是同一个对象。

说一下类加载器的执行过程？

类加载器的执行过程包括了5个阶段：加载、验证、准备、解析、初始化。

  1. 加载：获取字节码文件；

  2. 验证：验证字节码文件是否符合要求；

  3. 准备：为类变量分配内存并设置类变量的初始值；

  4. 解析：将符号引用替换为直接引用；

  5. 初始化：执行类构造器方法的过程，是类加载的最后一步。

怎么判断对象是否可以被回收？

  • 引用计数法：两个对象相互引用始终无法释放counter，则永远不能GC，现在已经不怎么用了；
  • 可达性分析算法：GC Roots（List对象）为空时，下面创建的对象就将被回收。

JVM的垃圾回收算法有哪些？

有四个，分别是：标记清除算法、标记-整理算法、复制算法和分代收集算法。

  • 复制算法：空间一分为2，每次只用其中一半，第一块内存用完，把存货对象复制到另一块内存上，清除剩余可回收对象。简单高效但浪费了一半内存；
  • 分代收集算法：将堆区划分为新生代老年代（1:2），新生代分为伊甸区和两个幸存区（8:1:1）。在伊甸区创建对象，回收对象直接删掉，未被回收的放入幸存区，当回收次数过多放入老年代中，在其中在进行清除。

JVM的垃圾回收器都有哪些？

  1. 整堆回收器：G1；

  2. 新生代垃圾回收器：一般采用的是复制算法，效率高但是内存利用率低；

  3. 老年代垃圾回收器：一般采用的是标记-整理的算法进行垃圾回收。

Minor GC（新生代）与Major GC（老年代）分别发生在何时？

  • Minor GC：年轻代空间不足时，会触发老年代；
  • Major GC：老年代空间不足时，会先尝试触发年轻代，若之后空间还不足，会触发老年代。

哪些情况会触发类加载机制？

  • 在遇到new、putstatic、getstatic、invokestatic字节码指令时，如果类尚未初始化，则需要先触发初始化；
  • 对类进行反射调用时，如果类还没有初始化，则需要先触发初始化；
  • 初始化一个类时，如果其父类还没有初始化，则需要先初始化父类；
  • 虚拟机启动时，需要指定一个包含main()方法的主类，虚拟机会先初始化这个主类。

哪些变量可以作为GC Roots？

  1. 虚拟机栈中 (栈帧中的本地变量表) 引用的对象；

  2. 方法区中类静态属性引用的对象；

  3. 方法区中常量的引用对象；

  4. 本地方法栈中引用的对象。

介绍一下JVM的空间分配担保机制

JVM的空间分配担保机制是什么

JVM的空间分配担保机制确保了在Minor GC和Major/Full GC之间有足够空间处理对象晋升和分配，它的作用是避免在垃圾收集过程中出现内存不足的情况。

工作原理

  1. 估算新生代存活对象的大小：在每次Minor GC前，JVM会估算新生代中存活对象的大小；
  2. 判断老年代的剩余空间：根据估算的存活对象大小，JVM会判断老年代是否有足够的空间来容纳这些晋升的对象；
  3. 触发Full GC的条件：如果老年代空间不足以容纳新生代中晋升的对象，JVM会触发一次Full GC。

JDK版本差异

JDK 6之前

担保失败处理：如果老年代最大可用连续空间小于新生代所有对象总空间，虚拟机会检查-XX:HandlePromotionFailure设置。

JDK 7及之后

策略调整：取消了-XX:HandlePromotionFailure选项，每次Minor GC前都会判断老年代剩余最大连续空间是否大于历次Minor GC晋升的平均大小或大于新生代所有对象的大小总和。

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