面试 JVM 八股文十问十答第五期

本文主要是介绍面试 JVM 八股文十问十答第五期，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

面试 JVM 八股文十问十答第五期

作者：程序员小白条，个人博客

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1）新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器都有哪些有什么区别

新生代垃圾回收器：主要负责回收新生代内存区域的垃圾对象。新生代是JVM中的一个内存区域，用于存放新创建的对象。新生代垃圾回收器一般采用复制算法，将内存分为两个相等大小的区域，每次只使用其中一个区域，当一个区域的内存空间用完后，将存活的对象复制到另一个区域，并清除原来的区域。常见的新生代垃圾回收器有Serial、ParNew和G1等。
老年代垃圾回收器：主要负责回收老年代内存区域的垃圾对象。老年代是JVM中的另一个内存区域，用于存放存活时间较长的对象。老年代垃圾回收器一般采用标记-整理算法或标记-清除算法，标记所有活动对象，然后将它们向一端移动或清除未标记的对象。常见的老年代垃圾回收器有Serial Old、Parallel Old和CMS等。

2）简述分代垃圾回收器是怎么工作的？

新生代：当新对象创建时，将其分配到新生代中的Eden区域。当Eden区域满时，会触发Minor GC（也称为Young GC），将存活的对象复制到Survivor区域，并清除无用对象。经过多次Minor GC后，仍然存活的对象会被晋升到老年代。
老年代：当老年代空间不足时，会触发Major GC（也称为Full GC），对整个堆内存进行垃圾回收。Major GC会标记并清除整个堆内存中的无用对象，然后进行内存整理，以减少内存碎片。

3）简述java内存分配与回收策略以及Minor GC和Major GC

对象优先分配：新创建的对象首先分配到Eden区域。
大对象直接进入老年代：当对象大小超过一定阈值时，会直接在老年代分配。
长期存活的对象进入老年代：经过多次Minor GC仍然存活的对象会被晋升到老年代。
动态对象年龄判定：根据对象经过的Minor GC次数判断其年龄，达到一定年龄后会晋升到老年代。
空间分配担保：在进行Minor GC时，如果Survivor区域无法容纳存活的对象，会直接将对象分配到老年代。

Minor GC主要针对新生代进行垃圾回收，清除Eden区域和Survivor区域中的无用对象。Major GC主要针对老年代进行垃圾回收，清除整个堆内存中的无用对象。Minor GC的频率较高，停顿时间较短，而Major GC的频率较低，停顿时间较长。

4）简述java类加载机制?

加载（Loading）：查找并加载类的字节码文件到内存中。
验证（Verification）：验证字节码文件的正确性和安全性。
准备（Preparation）：为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。
解析（Resolution）：将符号引用转换为直接引用，即将类、字段和方法的引用解析为内存指针。
初始化（Initialization）：执行类的初始化代码，包括静态变量赋值和静态代码块的执行。

5）描述一下JVM加载Class文件的原理机制

类加载过程由类加载器（ClassLoader）完成，ClassLoader负责在运行时将Class文件加载到JVM中。
类加载器按照一定的顺序进行加载，通常采用双亲委派模型，即先由父类加载器尝试加载，如果父类加载器无法加载，则由子类加载器尝试加载。
加载过程中，ClassLoader将Class文件读取到内存中，并将其转换为JVM能够识别的数据结构。
加载完成后，JVM会在方法区中生成一个表示该类的Class对象，用于在运行时获取类的信息和执行类的方法。

6）什么是类加载器，类加载器有哪些?

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：负责加载Java核心类库，由JVM自身实现，通常使用C++编写，无法直接在Java代码中获取。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载Java扩展类库，位于jre/lib/ext目录下。
应用程序类加载器（Application ClassLoader）：也称为系统类加载器，负责加载应用程序的类，位于classpath路径下。
自定义类加载器（Custom ClassLoader）：可以通过继承ClassLoader类来自定义类加载器，实现特定的加载逻辑，比如从网络或数据库中加载类。

类加载器按照双亲委派模型工作，即先由父类加载器尝试加载类，如果父类加载器无法加载，则由子类加载器尝试加载。这种机制可以保证类的加载过程是层级性的，避免重复加载和类冲突的问题。

7）说一下类装载的执行过程？

加载：通过类加载器将类的字节码文件加载到内存中。
验证：验证字节码文件的正确性和安全性。
准备：为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。
解析：将符号引用转换为直接引用，即将类、字段和方法的引用解析为内存指针。
初始化：执行类的初始化代码，包括静态变量赋值和静态代码块的执行。

在类加载的过程中，类加载器首先会尝试加载类，如果找不到类，则会抛出ClassNotFoundException异常。如果类能够被加载，就会进行验证，验证类的字节码文件是否符合Java虚拟机规范。然后进行准备阶段，为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。接下来是解析阶段，将类、字段和方法的符号引用转换为直接引用。最后是初始化阶段，执行类的初始化代码，包括静态变量的赋值和静态代码块的执行。

8）什么是双亲委派模型？

双亲委派模型是一种类加载机制，它是指在类加载的过程中，先由父类加载器尝试加载类，如果父类加载器无法加载，则由子类加载器尝试加载。这种机制可以保证类的加载过程是层级性的，避免重复加载和类冲突的问题。

双亲委派模型的工作原理是，当一个类加载器收到类加载的请求时，它首先会检查自己是否已经加载过该类。如果加载过，则直接返回已加载的类；如果没有加载过，则将加载请求委派给其父类加载器。父类加载器会按照相同的方式检查自己是否已经加载过该类，如果加载过，则直接返回已加载的类；如果没有加载过，则继续向上委派，直到达到顶层的启动类加载器。如果顶层的启动类加载器仍然无法加载该类，则子类加载器会尝试自己加载该类。这样，类加载请求会按照从上到下的顺序依次传递，直到找到合适的类加载器或者抛出ClassNotFoundException异常。

9）说一下 JVM 调优的工具？

JDK命令行工具：包括jps、jstat、jmap、jstack等，用于查看JVM的运行状态、内存使用情况、线程堆栈等信息。
VisualVM：一个图形化的监控和调优工具，可以实时查看JVM的运行状态、内存使用情况、线程堆栈等，并提供内存分析、性能分析等功能。
JConsole：一个基于JMX的监控和管理工具，可以监控JVM的运行状态、线程、内存、GC等信息，并提供一些基本的性能分析功能。
Java Flight Recorder（JFR）：JDK 7u40及以上版本中引入的事件记录器，可以记录JVM的运行事件，包括GC、线程、内存等，用于性能分析和故障排查。
Java Mission Control（JMC）：基于JFR的性能监控和分析工具，提供了一系列的图形化界面和报告，方便开发人员进行性能调优和故障排查。