想涨薪？掌握这套JVM核心知识，月薪不超过18K直接考虑换工作吧！

╰半橙微兮° 2024-03-31 08:17 20阅读 0赞

应粉丝强烈要求，除了面试经验，还要霸哥多分享一些常见的面试技术点。

刚好前段时间得到了一份关于Java的核心面试知识点的PDF文件，经过整理，然后现在拆分成专题进行分享。

识点，如果说，Java基础和集合是进入Java开发的基石，那么JVM则是打开进一步打开Java开发大门的钥匙。

下面这套JVM知识能够掌握下来，月薪18K完全没问题，霸哥这里所说的不是精通，能够精通这套JVM体系，当然自会更高。

> **注：**整体JVM知识点的数量相对于前两个知识点会比较多，为了防止文章过于冗长，霸哥这边将只详细分享部分知识点，

### **JVM核心知识点** ###

*  线程
 *  JVM内存区域
 *  JVM运行时内存
 *  垃圾回收与算法
 *  Java四种应用类型
 *  GC分代收集算法VS分区收集算法
 *  GC垃圾收集器
 *  Java IO/NIO
 *  JVM类加载机制

![format_png][]

**基本概念：**

JVM 是可运行Java代码的假想计算机 ，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收，堆和一个存储方法域。JVM 是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。

![format_png 1][]

**运行过程：**

我们都知道 Java 源文件，通过编译器，能够生产相应的**.Class** 文件，也就是字节码文件，而字节码文件又通过 Java 虚拟机中的解释器，编译成特定机器上的机器码 。

也就是如下：

> ① Java 源文件—->编译器—->字节码文件  
> ② 字节码文件—->JVM—->机器码

每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的，这也就是 Java 为什么能够跨平台的原因了，当一个程序从开始运行，这时虚拟机就开始实例化了，多个程序启动就会存在多个虚拟机实例。程序退出或者关闭，则虚拟机实例消亡，多个虚拟机实例之间数据不能共享。

![format_png 2][]

--------------------

### 线程 ###

这里所说的线程指程序执行过程中的一个线程实体。JVM 允许一个应用并发执行多个线程。**Hotspot JVM 中的 Java 线程与原生操作系统线程有直接的映射关系。**当线程本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备好以后，就会创建一个操作系统原生线程。Java 线程结束，原生线程随之被回收。操作系统负责调度所有线程，并把它们分配到任何可用的 CPU 上。当原生线程初始化完毕，就会调用 Java 线程的 run() 方法。当线程结束时，会释放原生线程和 Java 线程的所有资源。

Hotspot JVM 后台运行的系统线程主要有下面几个：

![format_png 3][]

--------------------

### JVM 内存区域 ###

![9a7c348e59abfc0ae2eb417c2d11a4b6.png][]

![format_png 4][]

JVM 内存区域主要分为线程私有区域【程序计数器、虚拟机栈、本地方法区】、线程共享区域【JAVA 堆、方法区】、直接内存。

**线程私有数据区域生命周期与线程相同, 依赖用户线程的启动/结束 而 创建/销毁(在 HotspotVM 内,** 每个线程都与操作系统的本地线程直接映射, 因此这部分内存区域的存/否跟随本地线程的生/死对应)。

**线程共享区域随虚拟机的启动/关闭而创建/销毁。**

**直接内存并不是 JVM 运行时数据区的一部分,** 但也会被频繁的使用: 在 JDK 1.4 引入的 **NIO 提供了基于 Channel 与 Buffer 的 IO 方式, 它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存, 然后使用DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作(详见: Java I/O 扩展), 这样就避免了在 Java堆和 Native 堆中来回复制数据, 因此在一些场景中可以显著提高性能。**

![format_png 5][]

**1、程序计数器(线程私有)**

一块较小的内存空间, 是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每条线程都要有一个独立的程序计数器，这类内存也称为“线程私有”的内存。

正在执行 java 方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址（当前指令的地址）。如果还是Native 方法，则为空。

这个内存区域是唯一一个在虚拟机中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域。

**2、虚拟机栈(线程私有)**

**是描述java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。**每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

栈帧（ Frame）是用来存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用来处理动态链接(Dynamic Linking)、 方法返回值和异常分派（ Dispatch Exception）。栈帧随着方法调用而创建，随着方法结束而销毁——无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异常）都算作方法结束。

![format_png 6][]

**3、本地方法区(线程私有)**

本地方法区和 Java Stack 作用类似, 区别是虚拟机栈为执行 Java 方法服务, 而本地方法栈则为Native 方法服务, 如果一个 VM 实现使用 C-linkage 模型来支持 Native 调用, 那么该栈将会是一个C 栈，但 HotSpot VM 直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

**4、堆（Heap-线程共享）-运行时数据区**

是被线程共享的一块内存区域，创建的对象和数组都保存在 Java 堆内存中，也是垃圾收集器进行垃圾收集的最重要的内存区域。由于现代 VM 采用**分代收集算法**, 因此 Java 堆从 GC 的角度还可以细分为: **新生代**(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和**老年代。**

**5、方法区/永久代（线程共享）**

即我们常说的**永久代(Permanent Generation)**, 用于存储**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. HotSpot VM把GC分代收集扩展至方法区, 即**使用Java堆的永久代来实现方法区**, 这样 HotSpot 的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一样管理这部分内存,而不必为方法区开发专门的内存管理器(永久带的内存回收的主要目标是针对**常量池的回收**和**类型的卸载**, 因此收益一般很小)。

**运行时常量池**（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。 Java 虚拟机对Class 文件的每一部分（自然也包括常量池）的格式都有严格的规定，每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求，这样才会被虚拟机认可、装载和执行。

--------------------

### JVM 运行时内存 ###

![7b37de25b142d1ac18473fa99ed1131b.png][]

Java 堆从 GC 的角度还可以细分为：**新生代**(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和**老年代。**

![4ca4fca4cbf1928b18203edaf680fdf6.png][]

--------------------

### 垃圾回收与算法 ###

![591fbcc7c97078a7fbb09efda31eb360.png][]

![format_png 7][]

--------------------

### JAVA 四种引用类型 ###

![4b49771bd2f4932747d968aceeeb79cb.png][]

**1、强引用**

在 Java 中最常见的就是强引用，把一个对象赋给一个引用变量，这个引用变量就是一个强引用。当一个对象被强引用变量引用时，它处于可达状态，它是不可能被垃圾回收机制回收的，即使该对象以后永远都不会被用到 JVM 也不会回收。因此强引用是造成 Java 内存泄漏的主要原因之一。

**2、软引用**

软引用需要用 SoftReference 类来实现，对于只有软引用的对象来说，当系统内存足够时它不会被回收，当系统内存空间不足时它会被回收。软引用通常用在对内存敏感的程序中。

**3、弱引用**

弱引用需要用 WeakReference 类来实现，它比软引用的生存期更短，对于只有弱引用的对象来说，只要垃圾回收机制一运行，不管 JVM 的内存空间是否足够，总会回收该对象占用的内存。

**4、虚引用**

虚引用需要 PhantomReference 类来实现，它不能单独使用，必须和引用队列联合使用。虚引用的主要作用是跟踪对象被垃圾回收的状态。

--------------------

### GC 分代收集算法 VS 分区收集算法 ###

![c23d64976407dab81720c8b7155feb2b.png][]

![format_png 8][]

**......**

--------------------

### GC 垃圾收集器 ###

![format_png 9][]

![format_png 10][]

**......**

--------------------

### JAVA IO/NIO ###

![a141bc7a352746fd7b571b42e5768db4.png][]

![format_png 11][]

**......**

![format_png 12][]

**......**

### JVM 类加载机制 ###

**JVM 类加载机制分为五个部分：**加载，验证，准备，解析，初始化，下面我们就分别来看一下这五个过程。

![bc37b57ffb4897f4d7d316c66452d653.png][]

![format_png 13][]

**......**

![format_png 14][]

> **如果你看完这些知识点发现自己都掌握了，薪资却没有18K，赶紧跳槽吧！**

[format_png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4113a8d76695bdc7291447243ee88a2b.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9c29d832b542104d9e2e4468f8910176.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/759e059ee3657aea798aa9adf45f21b0.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0663e2978ecef803f7def234a1999eaa.webp?x-oss-process=image/format,png
[9a7c348e59abfc0ae2eb417c2d11a4b6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/b07863cabae846e6b5adfd3f7c706b92.png
[format_png 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c0111cef42d6220e496867d1bf9970c2.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/bf290446426afd1aa11db6a8a0ac5618.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5588f5e92dc3ee7bb797b45dd932fe20.webp?x-oss-process=image/format,png
[7b37de25b142d1ac18473fa99ed1131b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/26120e99ede14c26b36dd0f1bebee945.png
[4ca4fca4cbf1928b18203edaf680fdf6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/615f548ae130445ea2a6df9454bc3a75.png
[591fbcc7c97078a7fbb09efda31eb360.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/e5e6e5de117247bfafe20b7d12c568f7.png
[format_png 7]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f054d45fd918c7569f2656e71e2fd87c.webp?x-oss-process=image/format,png
[4b49771bd2f4932747d968aceeeb79cb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/950c17702ee14723939cb693e52f6e3c.png
[c23d64976407dab81720c8b7155feb2b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/b2d0d239b4264561a9d102217dc03a40.png
[format_png 8]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5134f3e3a224008f2408e39a7b349922.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 9]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/88d3f154d3d89cd1321f400b2378b259.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 10]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d63a4c81a40c0b4596ae5f365c5d673a.webp?x-oss-process=image/format,png
[a141bc7a352746fd7b571b42e5768db4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/250ee08568034b4e81cbc260b6b7f19a.png
[format_png 11]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9c6e48f2237b77c2908d06c2536886e1.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 12]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/671089270871056b74c3a6990483f9c2.webp?x-oss-process=image/format,png
[bc37b57ffb4897f4d7d316c66452d653.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/0ebe18d7f4654662a5561528698b2d07.png
[format_png 13]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/610e479da836d30e35754c3219e92c49.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 14]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1d5d43986f8c0409f76d7edd64462a4f.webp?x-oss-process=image/format,png