Java jvm类面试题，超级详细的整理

1.JVM内存模型

整体描述上面对运行时数据区描述了很多，其实重点存储数据的是堆和方法区(非堆)，所以内存的设计也着重从这两方面展开(注意这两块区域都是线程共享的)。对于虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器都是线程私有的

(1) 一块是非堆区，一块是堆区

(2) 堆区分为两大块:一个是old区，一个是Young区

(3) Young区分为两大块: 一个是survivor区 (S+S1) ，一块是Eden区

(4) S和S1一样大，也可以叫From和To

2.JVM使用“类”的生命周期是：

装载、链接、初始化、使用、卸载

1.装载:

定要找到Class文件所在的全路径，然后装载到内存中J,ava又是一门面向对象的开发语这个过程用到了类加载器 ClassLoader。

2.连接 该阶段又包含了验证、准备和解析3个过程，如下。

(1)验证

校验.class文件的正确性。

(2)准备

2.1给static静态变量分配内存，并初始化static的默认值。

private static int a=10; 此时a变量会被赋值为默认值

2.2符号引用和直接引用

符号引用：4f62 6a65 6374 ----->loading 二进制流是没有办法被cpu直接解析的 (.class 变量 方法等等里面全是二进制的)

直接应用：0x00ab---0x00ba 物理内存

3.初始化：给static变量 赋予实际的值

private static int a=10; a=10;

4.使用：对象的初始化、对象的垃圾回收、对象的销毁.

3、GC Roots 有哪些?

1、 GC Roots 是一组必须活跃的引用。用通俗的话来说，就是程序接下来通过直接引用或者间接引用，能够访问到的潜在被使用的对象。

2、 GC Roots 包括：Java 线程中，当前所有正在被调用的方法的引用类型参数、局部变量、临时值等。也就是与我们栈帧相关的各种引用。所有当前被加载的 Java 类。Java 类的引用类型静态变量。运行时常量池里的引用类型常量(String 或 Class 类型)。JVM 内部数据结构的一些引用，比如 sun.jvm.hotspot.memory.Universe 类。用于同步的监控对象，比如调用了对象的 wait() 方法。JNI handles，包括 global handles 和 local handles。

3、 这些 GC Roots 大体可以分为三大类，下面这种说法更加好记一些：活动线程相关的各种引用。类的静态变量的引用。JNI 引用。

4、 有两个注意点：我们这里说的是活跃的引用，而不是对象，对象是不能作为 GC Roots 的。GC 过程是找出所有活对象，并把其余空间认定为“无用”;而不是找出所有死掉的对象，并回收它们占用的空间。所以，哪怕 JVM 的堆非常的大，基于 tracing 的 GC 方式，回收速度也会非常快。

4.垃圾收集算法进行垃圾收集

标记-清除算法

分为标记和清除阶段，首先从每个 GC Roots 出发依次标记有引用关系的对象，最后清除没有标记的对象。

执行效率不稳定，如果堆包含大量对象且大部分需要回收，必须进行大量标记清除，导致效率随对象数量增长而降低。

存在内存空间碎片化问题，会产生大量不连续的内存碎片，导致以后需要分配大对象时容易触发 Full GC。

标记-复制算法

为了解决内存碎片问题，将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当使用的这块空间用完了，就将存活对象复制到另一块，再把已使用过的内存空间一次清理掉。主要用于进行新生代。

实现简单、运行高效，解决了内存碎片问题。代价是可用内存缩小为原来的一半，浪费空间。

HotSpot 把新生代划分为一块较大的 Eden 和两块较小的 Survivor(s0,s1)，每次分配内存只使用 Eden 和其中一块 Survivor(s0和s1 永远只有一个有值)。垃圾收集时将 Eden 和 Survivor 中仍然存活的对象一次性复制到另一块 Survivor 上，然后直接清理掉 Eden 和已用过的那块 Survivor。HotSpot 默认Eden 和 Survivor 的大小比例是 8:1，即每次新生代中可用空间为整个新生代的 90%。

标记-整理算法

标记-复制算法在对象存活率高时要进行较多复制操作，效率低。如果不想浪费空间，就需要有额外空间分配担保，应对被使用内存中所有对象都存活的极端情况，所以老年代一般不使用此算法。

老年代使用标记-整理算法，标记过程与标记-清除算法一样，但不直接清理可回收对象，而是让所有存活对象都向内存空间一端移动，然后清理掉边界以外的内存。

标记-清除与标记-整理的差异在于前者是一种非移动式算法而后者是移动式的。如果移动存活对象，尤其是在老年代这种每次回收都有大量对象存活的区域，是一种极为负重的操作，而且移动必须全程暂停用户线程。如果不移动对象就会导致空间碎片问题，只能依赖更复杂的内存分配器和访问器解决。

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