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

- 日理万妓 2024-03-30 14:28 59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， **其它知识点有需要的朋友可以文末扫码**即可获取最新版的 PDF 哦

### **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

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高清完整大图**有需要的朋友可以**[戳此传送门][Link 1]即可获取

**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。

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**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。

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### 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：

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### JVM 内存区域 ###

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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。**

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**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。

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**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。

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### JVM 运行时内存 ###

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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。**

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### 垃圾回收与算法 ###

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### JAVA 四种引用类型 ###

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**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。

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### GC 分代收集算法 VS 分区收集算法 ###

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### GC 垃圾收集器 ###

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**......**

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### JAVA IO/NIO ###

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**......**

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### 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。

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