jvm面试题

喜欢ヅ旅行 2022-05-20 05:08 257阅读 0赞

# 一、面试题 #

1.  内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么。

> JVM 分为堆区和栈区，还有方法区，初始化的对象放在堆里面，引用放在栈里面，class类信息常量池（static常量和static变量）等放在方法区
> 
> new:
> 
>  *  方法区：主要是存储类信息，常量池（static常量和static变量），编译后的代码（字节码）等数据
>  *  堆：初始化的对象，成员变量 （那种非static的变量），所有的对象实例和数组都要在堆上分配
>  *  栈：栈的结构是栈帧组成的，调用一个方法就压入一帧，帧上面存储局部变量表，操作数栈，方法出口等信息，局部变量表存放的是8大基础类型加上一个应用类型，所以还是一个指向地址的指针
>  *  本地方法栈：主要为Native方法服务
>  *  程序计数器：记录当前线程执行的行号

1.  堆里面的分区：Eden，survival （from+ to），老年代，各自的特点。

> 堆里面分为新生代和老生代（java8取消了永久代，采用了Metaspace），新生代包含Eden+Survivor区，survivor区里面分为from和to区，内存回收时，如果用的是复制算法，从from复制到to，当经过一次或者多次GC之后，存活下来的对象会被移动到老年区，当JVM内存不够用的时候，会触发Full GC，清理JVM老年区
> 
> 当新生区满了之后会触发YGC,先把存活的对象放到其中一个Survice  
> 区，然后进行垃圾清理。因为如果仅仅清理需要删除的对象，这样会导致内存碎  
> 片，因此一般会把Eden 进行完全的清理，然后整理内存。那么下次GC 的时候，  
> 就会使用下一个Survive，这样循环使用。如果有特别大的对象，新生代放不下，  
> 就会使用老年代的担保，直接放到老年代里面。因为JVM 认为，一般大对象的存  
> 活时间一般比较久远。

1.  对象创建方法，对象的内存分配，对象的访问定位。

> new 一个对象

1.  GC的两种判定方法：

> 引用计数法：指的是如果某个地方引用了这个对象就+1，如果失效了就-1，当为0就会回收但是JVM没有用这种方式，因为无法判定相互循环引用（A引用B,B引用A）的情况
> 
> 引用链法： 通过一种GC ROOT的对象（方法区中静态变量引用的对象等-static变量）来判断，如果有一条链能够到达GC ROOT就说明，不能到达GC ROOT就说明可以回收

1.  SafePoint是什么

> 比如GC的时候必须要等到[Java][]线程都进入到safepoint的时候VMThread才能开始执行GC，
> 
> 1.  循环的末尾 (防止大循环的时候一直不进入safepoint，而其他线程在等待它进入safepoint)
> 2.  方法返回前
> 3.  调用方法的call之后
> 4.  抛出异常的位置

1.  GC的三种收集方法：标记清除、标记整理、复制算法的原理与特点，分别用在什么地方，如果让你优化收集方法，有什么思路？

> 先标记，标记完毕之后再清除，效率不高，会产生碎片
> 
> 复制算法：分为8：1的Eden区和survivor区，就是上面谈到的YGC
> 
> 标记整理：标记完毕之后，让所有存活的对象向一端移动

1.  GC收集器有哪些？CMS收集器与G1收集器的特点。

> 并行收集器：串行收集器使用一个单独的线程进行收集，GC时服务有停顿时间
> 
> 串行收集器：次要回收中使用多线程来执行
> 
> CMS收集器是基于“标记—清除”算法实现的，经过多次标记才会被清除
> 
> G1从整体来看是基于“标记—整理”算法实现的收集器，从局部（两个Region之间）上来看是基于“复制”算法实现的
> 
> \[GC收集器\]: http://www.jianshu.com/p/50d5c88b272d

1.  Minor GC与Full GC分别在什么时候发生？

> 新生代内存不够用时候发生MGC也叫YGC，JVM内存不够的时候发生FGC

1.  几种常用的内存调试工具：jmap、jstack、jconsole、jhat

> jstack可以看当前栈的情况，jmap查看内存，jhat 进行dump堆的信息
> 
> mat（eclipse的也要了解一下）

1.  类加载的几个过程：

> 加载、验证、准备、解析、初始化。然后是使用和卸载了
> 
> 通过全限定名来加载生成class对象到内存中，然后进行验证这个class文件，包括文件格式校验、元数据验证，字节码校验等。准备是对这个对象分配内存。解析是将符号引用转化为直接引用（指针引用），初始化就是开始执行构造器的代码

1.  双亲委派模型：Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、ApplicationClassLoader。

> Bootstrap ClassLoader:启动类加载器，负责将$ Java\_Home/lib下面的类库加载到内存中（比如rt.jar
> 
> Extension ClassLoader：标准扩展（Extension）类加载器，它负责将$Java\_Home /lib/ext或者由系统变量 java.ext.dir指定位置中的类库加载到内存中。
> 
> ApplicationClassLoader：它负责将系统类路径（CLASSPATH）中指定的类库加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器
> 
> 双亲委派模型是某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。-----例如类java.lang.Object，它存在在rt.jar中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的Bootstrap ClassLoader进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，程序将混乱

1.  分派

> 静态分派（重载）与动态分派（重写）。

1.  你知道哪些JVM性能调优

> 设定堆最小内存大小-Xms
> 
> 1.  \-Xmx：堆内存最大限制。
> 2.  设定新生代大小。  
>     新生代不宜太小，否则会有大量对象涌入老年代
> 
> \-XX:NewSize：新生代大小
> 
> \-XX:NewRatio 新生代和老生代占比
> 
> \-XX:SurvivorRatio：伊甸园空间和幸存者空间的占比
> 
> 1.  设定垃圾回收器
> 
>  年轻代用 -XX:+UseParNewGC （串行） 年老代用-XX:+UseConcMarkSweepGC （CMS）
> 
> 1.  设定锁的使用
> 
> > 多线程下关闭偏向锁，比较浪费资源

1.  g1 和 cms 区别,吞吐量优先和响应优先的垃圾收集器选择

> 1CMS是一种以最短停顿时间为目标的收集器
> 
> 响应优先选择CMS,吞吐量高选择G1

1.  当出现了内存溢出，你怎么排错

> 用jmap看内存情况，然后用 jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息

java中存在的四种引用

（1）强引用：

只要引用存在，垃圾回收器永远不会回收。

（2）软引用

非必须引用，内存溢出之前进行回收，可以通过以下代码实现

Object obj=new Object();

SoftReference<Object> sf=newSoftRerence<Object>(obj);

obj=null;

sf.get();//有时会返回null

这时候sf是对obj的一个软引用，通过sf.get()方法可以取到这个对象，当然这个对象被标记为需要回收的对象时，

则返回null；

软引用主要用于用户实现类似缓存的功能，在内存不足的情况下直接通过软引用取值，无需从繁忙的真实来源查

询数据，提升速度；当内存不足时，自动删除这部分缓存数据，从真实的来源查询这些数据。

（3）弱引用

第二次垃圾回收时回收，可以通过如下代码实现

Object obj=new Object();

WeakReference<Object> wf=newWeakReference<Object>(obj);

obj=null;

wf.get();//有时会返回null

wf.isEnQueued();//返回是否被垃圾回收器标记为即将回收的垃圾

弱引用是在第二次垃圾回收时回收，短时间内通过弱引用取对应的数据，可以取到，当执行过第二次垃圾回收时，

将返回null。弱引用主要用于监控对象是否已经被标记为即将回收的垃圾，可以通过弱引用的isEnQueues方法

返回对象是否被垃圾回收器标记。

（4）虚引用

垃圾回收时回收，无法通过引用取到对象值，可以通过如下代码实现

Object obj=new Object();

PhantomReference<Object> pf=newPhantomReference<Object>(obj);

obj=null;

pf.get();//永远是返回null

pf.isEnQueued();//返回从内从中已经删除。

虚引用是每次垃圾回收的时候都会被回收，通过虚引用的get方法永远获取到的数据为null。

11. 分派：静态分派与动态分派。

静态分派

所有依赖静态类型来定位方法执行版本的分派动作称为静态分派，其典型应用是方法重载（根据参数的静态类型来定位目标方法）。

静态分派发生在编译阶段，因此确定静态分派的动作实际上不是由虚拟机执行的。

动态分派

在运行期根据实际类型确定方法执行版本。1. 内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么。

# 三、面试题 #

1. 类的实例化顺序，比如父类静态数据，构造函数，字段，子类静态数据，构造函数，字段，他们的执行顺序

答：先静态、先父后子。   
先静态：父静态 > 子静态   
优先级：父类 > 子类 静态代码块 > 非静态代码块 > 构造函数   
一个类的实例化过程：   
1，父类中的static代码块，当前类的static   
2，顺序执行父类的普通代码块   
3，父类的构造函数   
4，子类普通代码块   
5，子类（当前类）的构造函数，按顺序执行。   
6，子类方法的执行，

2. JVM内存分配

![这里写图片描述][SouthEast]

![这里写图片描述][SouthEast 1]

3. Java 8的内存分代改进

从永久代到元空间，在小范围自动扩展永生代避免溢出

4. JVM垃圾回收机制，何时触发MinorGC等操作

分代垃圾回收机制：不同的对象生命周期不同。把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最合适它的垃圾回收方式进行回收。   
JVM中共划分为三个代：年轻代、年老代和持久代，   
年轻代：存放所有新生成的对象；   
年老代：在年轻代中经历了N次垃圾回收仍然存活的对象，将被放到年老代中，故都是一些生命周期较长的对象；   
持久代：用于存放静态文件，如Java类、方法等。   
新生代的垃圾收集器命名为“minor gc”，老生代的GC命名为”Full Gc 或者Major GC”.其中用System.gc()强制执行的是Full Gc.   
判断对象是否需要回收的方法有两种：   
1.引用计数   
当某对象的引用数为0时，便可以进行垃圾收集。   
2.对象引用遍历   
果某对象不能从这些根对象的一个（至少一个）到达，则将它作为垃圾收集。在对象遍历阶段，gc必须记住哪些对象可以到达，以便删除不可到达的对象，这称为标记（marking）对象。

触发GC（Garbage Collector）的条件：   
1)GC在优先级最低的线程中运行，一般在应用程序空闲即没有应用线程在运行时被调用。   
2)Java堆内存不足时，GC会被调用。

5. jvm中一次完整的GC流程（从ygc到fgc）是怎样的，重点讲讲对象如何晋升到老年代等

答：对象优先在新生代区中分配，若没有足够空间，Minor GC；   
大对象（需要大量连续内存空间）直接进入老年态；长期存活的对象进入老年态。如果对象在新生代出生并经过第一次MGC后仍然存活，年龄+1，若年龄超过一定限制（15），则被晋升到老年态。

6. 你知道哪几种垃圾收集器，各自的优缺点，重点讲下cms，g1

![这里写图片描述][SouthEast 2]

7. Eden和Survivor的比例分配等

默认比例8:1。   
大部分对象都是朝生夕死。   
复制算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块上面。复制算法不会产生内存碎片。   
8. 深入分析了Classloader，双亲委派机制   
ClassLoader：类加载器（class loader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。Java 源程序（.java 文件）在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码（.class 文件）。类加载器负责读取 Java 字节代码，并转换成 java.lang.Class 类的一个实例。   
双亲委派机制：某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。

9. JVM的编译优化

10. 对Java内存模型的理解，以及其在并发中的应用

Java内存模型的主要目标: 定义程序中各个变量的访问规则。   
Java线程之间的通信由Java内存模型（本文简称为JMM）控制。   
所有变量的存储都在主内存，每条线程还都有自己的工作内存，线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的所有操作必须在工作内存完成，而不能直接读取主内存中的变量。不同的线程直接无法访问对方工作内存中的变量，线程间变量的传递均需要通过主内存来完成。   
![这里写图片描述][SouthEast 3]

线程间通信：   
1. 首先，线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。   
2. 然后，线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。

11. 指令重排序，内存栅栏等

指令重排序：编译器或运行时环境为了优化程序性能而采取的对指令进行重新排序执行的一种手段。在单线程程序中，对存在控制依赖的操作重排序，不会改变执行结果；但在多线程程序中，对存在控制依赖的操作重排序，可能会改变程序的执行结果。

12. OOM错误，stackoverflow错误，permgen space错误

13. JVM常用参数

JVM主要参数：堆设置、回收器选择（串行、并行、并发收集器）

14. tomcat结构，类加载器流程   
![这里写图片描述][SouthEast 4]   
目录结构：   
• /bin：存放windows或Linux平台上启动和关闭Tomcat的脚本文件   
• /conf：存放Tomcat服务器的各种全局配置文件，其中最重要的是server.xml和web.xml   
• /doc：存放Tomcat文档   
• /server：包含三个子目录：classes、lib和webapps   
• /server/lib：存放Tomcat服务器所需的各种JAR文件   
• /server/webapps：存放Tomcat自带的两个WEB应用admin应用和 manager应用   
• /common/lib：存放Tomcat服务器以及所有web应用都可以访问的jar文件   
• /shared/lib：存放所有web应用都可以访问的jar文件（但是不能被Tomcat服务器访问）   
• /logs：存放Tomcat执行时的日志文件   
• /src：存放Tomcat的源代码   
• /webapps：Tomcat的主要Web发布目录，默认情况下把Web应用文件放于此目录   
• /work：存放JSP编译后产生的class文件

类加载器模式，双亲委派模式：   
![这里写图片描述][SouthEast 5]

15. volatile的语义，它修饰的变量一定线程安全吗

一个变量被定义为volatile之后，具备两重语义：①保证此变量对所有线程的可见性，即当一条线程修改了这个值，新值对于其他所有线程来说是立即得知的，普通变量需要通过主内存传递。②禁止指令重排序优化。   
Volatile修饰的变量不一定是线程安全的，eg非原子操作a++等

16. g1和cms区别,吞吐量优先和响应优先的垃圾收集器选择

CMS收集器：一款以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，是基于“标记-清除”算法实现的，分为4个步骤：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。   
G1收集器：面向服务端应用的垃圾收集器，过程：初始标记；并发标记；最终标记；筛选回收。整体上看是“标记-整理”，局部看是“复制”，不会产生内存碎片。   
吞吐量优先的并行收集器：以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。   
响应时间优先的并发收集器：保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。

17. 说一说你对环境变量classpath的理解？如果一个类不在classpath下，为什么会抛出ClassNotFoundException异常，如果在不改变这个类路径的前期下，怎样才能正确加载这个类？

classpath是javac编译器的一个环境变量。它的作用与import、package关键字有关。package的所在位置，就是设置CLASSPATH当编译器面对import packag这个语句时，它先会查找CLASSPATH所指定的目录，并检视子目录java/util是否存在，然后找出名称吻合的已编译文件（.class文件）。如果没有找到就会报错！   
动态加载包

18. 说一下强引用、软引用、弱引用、虚引用以及他们之间和gc的关系

强引用：new出的对象之类的引用，   
只要强引用还在，永远不会回收   
软引用：引用但非必须的对象，内存溢出异常之前，回收   
弱引用：非必须的对象，对象能生存到下一次垃圾收集发生之前。   
虚引用：对生存时间无影响，在垃圾回收时得到通知。

[Java]: http://lib.csdn.net/base/java
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[SouthEast 3]: /images/20220520/7eee506b4e4f4177a7b8601af6dca812.png
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[SouthEast 5]: /images/20220520/357a31b440824f1a87d0876b0689b5e7.png