面试必问之JVM篇

前言

只有光头才能变强

JVM在准备面试的时候就有看了，一直没时间写笔记。现在到了一家公司实习，闲的时候就写写，刷刷JVM博客，刷刷电子书。

学习JVM的目的也很简单：

• 能够知道JVM是什么，为我们干了什么，具体是怎么干的。能够理解到一些初学时不懂的东西
• 在面试的时候有谈资
• 能装逼

声明：全文默认指的是HotSpot VM

一、简单聊聊JVM

1.1先来看看简单的Java程序

现在我有一个JavaBean：

1.  
    
2.  
   public class Java3y {
3.  
    
4.  
       // 姓名
5.  
       private String name;
6.  
    
7.  
       // 年龄
8.  
       private int age;
9.  
    
10.  
           //.....各种get/set方法/toString
11.  
    }

一个测试类：

1.  
    
2.  
   public class Java3yTest {
3.  
    
4.  
       public static void main(String[] args) {
5.  
           
6.  
           Java3y java3y = new Java3y();
7.  
           java3y.setName("Java3y");
8.  
           System.out.println(java3y);
9.  
    
10.  
        }
11.  
    }

我们在初学的时候肯定用过javac来编译.java文件代码，用过java命令来执行编译后生成的.class文件。

Java源文件：

在使用IDE点击运行的时候其实就是将这两个命令结合起来了(编译并运行)，方便我们开发。

生成class文件

解析class文件得到结果

1.2编译过程

.java文件是由Java源码编译器(上述所说的java.exe)来完成，流程图如下所示：

Java源码编译由以下三个过程组成：

• 分析和输入到符号表
• 注解处理
• 语义分析和生成class文件

1.2.1编译时期-语法糖

语法糖可以看做是编译器实现的一些“小把戏”，这些“小把戏”可能会使得效率“大提升”。

最值得说明的就是泛型了，这个语法糖可以说我们是经常会使用到的！

• 泛型只会在Java源码中存在，编译过后会被替换为原来的原生类型（Raw Type，也称为裸类型）了。这个过程也被称为：泛型擦除。

有了泛型这颗语法糖以后：

• 代码更加简洁【不用强制转换】
• 程序更加健壮【只要编译时期没有警告，那么运行时期就不会出现ClassCastException异常】
• 可读性和稳定性【在编写集合的时候，就限定了类型】

了解泛型更多的知识：

• https://segmentfault.com/a/1190000014120746

1.3JVM实现跨平台

至此，我们通过java.exe编译器编译我们的.java源代码文件生成出.class文件了！

这些.class文件很明显是不能直接运行的，它不像C语言(编译cpp后生成exe文件直接运行)

这些.class文件是交由JVM来解析运行！

• JVM是运行在操作系统之上的，每个操作系统的指令是不同的，而JDK是区分操作系统的，只要你的本地系统装了JDK，这个JDK就是能够和当前系统兼容的。
• 而class字节码运行在JVM之上，所以不用关心class字节码是在哪个操作系统编译的，只要符合JVM规范，那么，这个字节码文件就是可运行的。
• 所以Java就做到了跨平台--->一次编译，到处运行！

1.4class文件和JVM的恩怨情仇

1.4.1类的加载时机

现在我们例子中生成的两个.class文件都会直接被加载到JVM中吗？？

虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(class文件加载到JVM中)：

• 创建类的实例(new 的方式)。访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值，调用类的静态方法
• 反射的方式
• 初始化某个类的子类，则其父类也会被初始化
• Java虚拟机启动时被标明为启动类的类，直接使用java.exe命令来运行某个主类（包含main方法的那个类）
• 当使用JDK1.7的动态语言支持时(....)

所以说：

• Java类的加载是动态的，它并不会一次性将所有类全部加载后再运行，而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中，至于其他类，则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。

1.4.2如何将类加载到jvm

class文件是通过类的加载器装载到jvm中的！

Java默认有三种类加载器：

各个加载器的工作责任：

• 1）Bootstrap ClassLoader：负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类
• 2）Extension ClassLoader：负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
• 3）App ClassLoader：负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

工作过程：

• 1、当AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。
• 2、当ExtClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。
• 3、如果BootStrapClassLoader加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用ExtClassLoader来尝试加载；
• 4、若ExtClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader来加载
• 5、如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException

其实这就是所谓的双亲委派模型。简单来说：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上。

好处：

• 防止内存中出现多份同样的字节码(安全性角度)

特别说明：

• 类加载器在成功加载某个类之后，会把得到的 java.lang.Class类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候，类加载器会直接使用缓存的类的实例，而不会尝试再次加载。

1.4.2类加载详细过程

加载器加载到jvm中，接下来其实又分了好几个步骤：

• 加载，查找并加载类的二进制数据，在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。
• 连接，连接又包含三块内容：验证、准备、初始化。

    - 1）验证，文件格式、元数据、字节码、符号引用验证；
    - 2）准备，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
    - 3）解析，把类中的符号引用转换为直接引用

• 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值。

1.4.3JIT即时编辑器

一般我们可能会想：JVM在加载了这些class文件以后，针对这些字节码，逐条取出，逐条执行-->解析器解析。

但如果是这样的话，那就太慢了！

我们的JVM是这样实现的：

• 就是把这些Java字节码重新编译优化，生成机器码，让CPU直接执行。这样编出来的代码效率会更高。
• 编译也是要花费时间的，我们一般对热点代码做编译，非热点代码直接解析就好了。

热点代码解释：一、多次调用的方法。二、多次执行的循环体

使用热点探测来检测是否为热点代码，热点探测有两种方式：

• 采样
• 计数器

目前HotSpot使用的是计数器的方式，它为每个方法准备了两类计数器：

• 方法调用计数器（Invocation  Counter）
• 回边计数器（Back  EdgeCounter）。
• 在确定虚拟机运行参数的前提下，这两个计数器都有一个确定的阈值，当计数器超过阈值溢出了，就会触发JIT编译。

1.4.4回到例子中

按我们程序来走，我们的Java3yTest.class文件会被AppClassLoader加载器(因为ExtClassLoader和BootStrap加载器都不会加载它[双亲委派模型])加载到JVM中。

随后发现了要使用Java3y这个类，我们的Java3y.class文件会被AppClassLoader加载器(因为ExtClassLoader和BootStrap加载器都不会加载它[双亲委派模型])加载到JVM中

详情参考：

• https://www.mrsssswan.club/2018/06/30/jvm-start1/---浅解JVM加载class文件
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/28476709---JVM杂谈之JIT

扩展阅读：

• https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader/---深入探讨 Java 类加载器
• https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-just-in-time/---深入浅出 JIT 编译器
• https://www.zhihu.com/question/46719811---Java 类加载器（ClassLoader）的实际使用场景有哪些？

1.5类加载完以后JVM干了什么？

在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。

1.5.1JVM的内存模型

首先我们来了解一下JVM的内存模型的怎么样的：

• 基于jdk1.8画的JVM的内存模型--->我画得比较细。

简单看了一下内存模型，简单看看每个区域究竟存储的是什么(干的是什么)：

• 堆：存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存
• 虚拟机栈：虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
• 本地方法栈：本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
• 方法区：存储已被虚拟机加载的类元数据信息(元空间)
• 程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器

1.5.2例子中的流程

我来宏观简述一下我们的例子中的工作流程：

• 1、通过java.exe运行Java3yTest.class，随后被加载到JVM中，元空间存储着类的信息(包括类的名称、方法信息、字段信息..)。
• 2、然后JVM找到Java3yTest的主函数入口(main)，为main函数创建栈帧，开始执行main函数
• 3、main函数的第一条命令是Java3y java3y = new Java3y();就是让JVM创建一个Java3y对象，但是这时候方法区中没有Java3y类的信息，所以JVM马上加载Java3y类，把Java3y类的类型信息放到方法区中(元空间)
• 4、加载完Java3y类之后，Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Java3y实例分配内存, 然后调用构造函数初始化Java3y实例，这个Java3y实例持有着指向方法区的Java3y类的类型信息（其中包含有方法表，java动态绑定的底层实现）的引用
• 5、当使用java3y.setName("Java3y");的时候，JVM根据java3y引用找到Java3y对象，然后根据Java3y对象持有的引用定位到方法区中Java3y类的类型信息的方法表，获得setName()函数的字节码的地址
• 6、为setName()函数创建栈帧，开始运行setName()函数

从微观上其实还做了很多东西，正如上面所说的类加载过程（加载-->连接(验证，准备，解析)-->初始化)，在类加载完之后jvm为其分配内存(分配内存中也做了非常多的事)。由于这些步骤并不是一步一步往下走，会有很多的“混沌bootstrap”的过程，所以很难描述清楚。

• 扩展阅读(先有Class对象还是先有Object)：https://www.zhihu.com/question/30301819

参考资料：

• http://www.cnblogs.com/qiumingcheng/p/5398610.html---Java程序编译和运行的过程
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/25713880---Java JVM 运行机制及基本原理

1.6简单聊聊各种常量池

在写这篇文章的时候，原本以为我对String s = "aaa";类似这些题目已经是不成问题了，直到我遇到了String.intern()这样的方法与诸如String s1 = new String("1") + new String("2"); 混合一起用的时候

• 我发现，我还是太年轻了。

首先我是先阅读了美团技术团队的这篇文章：https://tech.meituan.com/in_depth_understanding_string_intern.html---深入解析String#intern

嗯，然后就懵逼了。我摘抄一下他的例子：

1.  
    
2.  
   public static void main(String[] args) {
3.  
       String s = new String("1");
4.  
       s.intern();
5.  
       String s2 = "1";
6.  
       System.out.println(s == s2);
7.  
    
8.  
       String s3 = new String("1") + new String("1");
9.  
       s3.intern();
10.  
        String s4 = "11";
11.  
        System.out.println(s3 == s4);
12.  
    }

打印结果是

• jdk7,8下false true

调换一下位置后：

1.  
    
2.  
   public static void main(String[] args) {
3.  
    
4.  
       String s = new String("1");
5.  
       String s2 = "1";
6.  
       s.intern();
7.  
       System.out.println(s == s2);
8.  
    
9.  
       String s3 = new String("1") + new String("1");
10.  
        String s4 = "11";
11.  
        s3.intern();
12.  
        System.out.println(s3 == s4);
13.  
    }

打印结果为：

• jdk7,8下false false

文章中有很详细的解析，但我简单阅读了几次以后还是很懵逼。所以我知道了自己的知识点还存在漏洞，后面阅读了一下R大之前写过的文章：

• http://rednaxelafx.iteye.com/blog/774673#comments---请别再拿“String s = new String("xyz");创建了多少个String实例”来面试了吧

看完了之后，就更加懵逼了。

后来，在zhihu上看到了这个回答：

• https://www.zhihu.com/question/55994121---Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是何时进入字符串常量池的?

结合网上资料和自己的思考，下面整理一下对常量池的理解~~

1.6.1各个常量池的情况

针对于jdk1.7之后：

• 常量池位于堆中
• 运行时常量池位于堆中
• 字符串常量池位于堆中

常量池存储的是：

• 字面量(Literal)：文本字符串等---->用双引号引起来的字符串字面量都会进这里面
• 符号引用(Symbolic References)

    - 类和接口的全限定名(Full Qualified Name)
    - 字段的名称和描述符(Descriptor)
    - 方法的名称和描述符

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进入方法区的运行时常量池中存放--->来源：深入理解Java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践（第二版）

现在我们的运行时常量池只是换了一个位置(原本来方法区，现在在堆中),但可以明确的是：类加载后，常量池中的数据会在运行时常量池中存放！

HotSpot VM里，记录interned string的一个全局表叫做StringTable，它本质上就是个HashSet<String>。注意它只存储对java.lang.String实例的引用，而不存储String对象的内容

字符串常量池只存储引用，不存储内容！

再来看一下我们的intern方法：

1.  
    
2.  
    * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
3.  
    * string equal to this {@code String} object as determined by
4.  
    * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
5.  
    * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
6.  
    * pool and a reference to this {@code String} object is returned.
7.  
    

• 如果常量池中存在当前字符串，那么直接返回常量池中它的引用。
• 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串引用保存到常量池中后, 再直接返回该字符串的引用！

1.6.2解析题目

本来打算写注释的方式来解释的，但好像挺难说清楚的。我还是画图吧...

1.  
    
2.  
   public static void main(String[] args) {
3.  
    
4.  
       //  1.1在堆中创建"1"字符串对象
5.  
       //  1.2字符串常量池引用"1"字符串对象
6.  
       //  1.3s引用指向堆中"1"字符串对象
7.  
       String s = new String("1");
8.  
    
9.  
       // 2. 发现字符串常量池中已经存在"1"字符串对象，直接返回字符串常量池中对堆的引用(但没有接收)-->s引用还是指向着堆中的对象
10.  
        s.intern();
11.  
     
12.  
        // 3. 发现字符串常量池已经保存了该对象的引用了，直接返回字符串常量池对堆中字符串的引用
13.  
        String s2 = "1";
14.  
     
15.  
        // 4. s指向的是堆中对象的引用，s2指向的是在字符串常量池对堆中对象的引用
16.  
        System.out.println(s == s2);// false
17.  
        System.out.println("-----------关注公众号：Java3y-------------");
18.  
    }

第一句：String s = new String("1");

第二句：s.intern();发现字符串常量池中已经存在"1"字符串对象，直接返回字符串常量池中对堆的引用(但没有接收)-->此时s引用还是指向着堆中的对象

第三句：String s2 = "1";发现字符串常量池已经保存了该对象的引用了，直接返回字符串常量池对堆中字符串的引用

很容易看到，两条引用是不一样的！所以返回false。

---

1.  
    
2.  
       public static void main(String[] args) {
3.  
    
4.  
           System.out.println("-----------关注公众号：Java3y-------------");
5.  
    
6.  
           // 1. 在堆中首先创建了两个“1”对象
7.  
           // 1.1 +号运算符解析成stringBuilder，最后toString()，最终在堆中创建出"11"对象
8.  
           // 1.2 注意：此时"11"对象并没有在字符串常量池中保存引用
9.  
           String s3 = new String("1") + new String("1");
10.  
     
11.  
            // 2. 发现"11"对象并没有在字符串常量池中存在，于是将"11"对象在字符串常量池中保存当前字符串的引用，并返回当前字符串的引用
12.  
            s3.intern();
13.  
     
14.  
            // 3. 发现字符串常量池已经存在引用了，直接返回(拿到的也是与s3相同指向的引用)
15.  
            String s4 = "11";
16.  
            System.out.println(s3 == s4); // true
17.  
        }

第一句：String s3 = new String("1") + new String("1");在堆中首先创建了两个“1”对象。
+号运算符解析成stringBuilder，最后toString()，最终在堆中创建出"11"对象。注意：此时"11"对象并没有在字符串常量池中保存引用。

第二句：s3.intern();发现"11"对象并没有在字符串常量池中，于是将"11"对象在字符串常量池中保存当前字符串的引用，并返回当前字符串的引用(但没有接收)

第三句：String s4 = "11";发现字符串常量池已经存在引用了，直接返回(拿到的也是与s3相同指向的引用)

根据上述所说的：最后会返回true~~~

如果还是不太清楚的同学，可以试着接收一下intern()方法的返回值，再看看上述的图，应该就可以理解了。

---

下面的就由各位来做做，看是不是掌握了：

1.  
    
2.  
       public static void main(String[] args) {
3.  
    
4.  
           String s = new String("1");
5.  
           String s2 = "1";
6.  
           s.intern();
7.  
           System.out.println(s == s2);//false
8.  
    
9.  
           String s3 = new String("1") + new String("1");
10.  
            String s4 = "11";
11.  
            s3.intern();
12.  
            System.out.println(s3 == s4);//false
13.  
        }

还有：

1.  
    
2.  
       public static void main(String[] args) {
3.  
           String s1 = new String("he") + new String("llo");
4.  
           String s2 = new String("h") + new String("ello");
5.  
           String s3 = s1.intern();
6.  
           String s4 = s2.intern();
7.  
           System.out.println(s1 == s3);// true
8.  
           System.out.println(s1 == s4);// true
9.  
       }

1.7GC垃圾回收

可以说GC垃圾回收是JVM中一个非常重要的知识点，应该非常详细去讲解的。但在我学习的途中，我已经发现了有很好的文章去讲解垃圾回收的了。

所以，这里我只简单介绍一下垃圾回收的东西，详细的可以到下面的面试题中查阅和最后给出相关的资料阅
读吧~

1.7.1JVM垃圾回收简单介绍

在C++中，我们知道创建出的对象是需要手动去delete掉的。我们Java程序运行在JVM中，JVM可以帮我们“自动”回收不需要的对象，对我们来说是十分方便的。

虽然说“自动”回收了我们不需要的对象，但如果我们想变强，就要变秃..不对，就要去了解一下它究竟是怎么干的，理论的知识有哪些。

首先，JVM回收的是垃圾，垃圾就是我们程序中已经是不需要的了。垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着，哪些已经“死去”。判断哪些对象“死去”常用有两种方式：

• 引用计数法-->这种难以解决对象之间的循环引用的问题
• 可达性分析算法-->主流的JVM采用的是这种方式

现在已经可以判断哪些对象已经“死去”了，我们现在要对这些“死去”的对象进行回收，回收也有好几种算法：

• 标记-清除算法
• 复制算法
• 标记-整理算法
• 分代收集算法

(这些算法详情可看下面的面试题内容)~

无论是可达性分析算法，还是垃圾回收算法，JVM使用的都是准确式GC。JVM是使用一组称为OopMap的数据结构，来存储所有的对象引用(这样就不用遍历整个内存去查找了，时间换空间)。
并且不会将所有的指令都生成OopMap，只会在安全点上生成OopMap，在安全区域上开始GC。

• 在OopMap的协助下，HotSpot可以快速且准确地完成GC Roots枚举（可达性分析）。

上面所讲的垃圾收集算法只能算是方法论，落地实现的是垃圾收集器：

• Serial收集器
• ParNew收集器
• Parallel Scavenge收集器
• Serial Old收集器
• Parallel Old收集器
• CMS收集器
• G1收集器

上面这些收集器大部分是可以互相组合使用的

1.8JVM参数与调优

很多做过JavaWeb项目(ssh/ssm)这样的同学可能都会遇到过OutOfMemory这样的错误。一般解决起来也很方便，在启动的时候加个参数就行了。

上面也说了很多关于JVM的东西--->JVM对内存的划分啊，JVM各种的垃圾收集器啊。

内存的分配的大小啊，使用哪个收集器啊，这些都可以由我们根据需求，现实情况来指定的，这里就不详细说了，等真正用到的时候才回来填坑吧~~~~

参考资料：

• http://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html---JVM系列三:JVM参数设置、分析

二、JVM面试题

拿些常见的JVM面试题来做做，加深一下理解和查缺补漏：

• 1、详细jvm内存模型
• 2、讲讲什么情况下回出现内存溢出，内存泄漏？
• 3、说说Java线程栈
• 4、JVM 年轻代到年老代的晋升过程的判断条件是什么呢？
• 5、JVM 出现 fullGC 很频繁，怎么去线上排查问题？
• 6、类加载为什么要使用双亲委派模式，有没有什么场景是打破了这个模式？
• 7、类的实例化顺序
• 8、JVM垃圾回收机制，何时触发MinorGC等操作
• 9、JVM 中一次完整的 GC 流程（从 ygc 到 fgc）是怎样的
• 10、各种回收器，各自优缺点，重点CMS、G1
• 11、各种回收算法
• 12、OOM错误，stackoverflow错误，permgen space错误

题目来源：

• https://www.jianshu.com/p/a07d1d4004b0

2.1详细jvm内存模型

根据 JVM 规范，JVM 内存共分为虚拟机栈、堆、方法区、程序计数器、本地方法栈五个部分。

具体可能会聊聊jdk1.7以前的PermGen（永久代），替换成Metaspace（元空间）

• 原本永久代存储的数据：符号引用(Symbols)转移到了native heap；字面量(interned strings)转移到了java heap；类的静态变量(class statics)转移到了java heap
• Metaspace（元空间）存储的是类的元数据信息（metadata）
• 元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
• 替换的好处：一、字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。二、永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低

图片来源：https://blog.csdn.net/tophawk/article/details/78704074

参考资料：

• https://www.cnblogs.com/paddix/p/5309550.html

2.2讲讲什么情况下回出现内存溢出，内存泄漏？

内存泄漏的原因很简单：

• 对象是可达的(一直被引用)
• 但是对象不会被使用

常见的内存泄漏例子：

1.  
    
2.  
    public static void main(String[] args) {
3.  
    
4.  
           Set set = new HashSet();
5.  
    
6.  
           for (int i = 0; i < 10; i++) {
7.  
               Object object = new Object();
8.  
               set.add(object);
9.  
    
10.  
                // 设置为空，这对象我不再用了
11.  
                object = null;
12.  
            }
13.  
     
14.  
            // 但是set集合中还维护这obj的引用，gc不会回收object对象
15.  
            System.out.println(set);
16.  
        }

解决这个内存泄漏问题也很简单，将set设置为null，那就可以避免上诉内存泄漏问题了。其他内存泄漏得一步一步分析了。

内存泄漏参考资料：

• https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-JavaMemoryLeak/

内存溢出的原因：

• 内存泄露导致堆栈内存不断增大，从而引发内存溢出。
• 大量的jar，class文件加载，装载类的空间不够，溢出
• 操作大量的对象导致堆内存空间已经用满了，溢出
• nio直接操作内存，内存过大导致溢出

解决：

• 查看程序是否存在内存泄漏的问题
• 设置参数加大空间
• 代码中是否存在死循环或循环产生过多重复的对象实体、
• 查看是否使用了nio直接操作内存。

参考资料：

• https://www.cnblogs.com/bingosblog/p/6661527.html
• http://www.importnew.com/14604.html

2.3说说线程栈

这里的线程栈应该指的是虚拟机栈吧...

JVM规范让每个Java线程拥有自己的独立的JVM栈，也就是Java方法的调用栈。

当方法调用的时候，会生成一个栈帧。栈帧是保存在虚拟机栈中的，栈帧存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态连接和方法返回地址等信息

线程运行过程中，只有一个栈帧是处于活跃状态，称为“当前活跃栈帧”，当前活动栈帧始终是虚拟机栈的栈顶元素。

通过jstack工具查看线程状态

参考资料：

• http://wangwengcn.iteye.com/blog/1622195
• https://www.cnblogs.com/Codenewbie/p/6184898.html
• https://blog.csdn.net/u011734144/article/details/60965155

2.4JVM 年轻代到年老代的晋升过程的判断条件是什么呢？

1. 部分对象会在From和To区域中复制来复制去,如此交换15次(由JVM参数MaxTenuringThreshold决定,这个参数默认是15),最终如果还是存活,就存入到老年代。
2. 如果对象的大小大于Eden的二分之一会直接分配在old，如果old也分配不下，会做一次majorGC，如果小于eden的一半但是没有足够的空间，就进行minorgc也就是新生代GC。
3. minor gc后，survivor仍然放不下，则放到老年代
4. 动态年龄判断 ，大于等于某个年龄的对象超过了survivor空间一半 ，大于等于某个年龄的对象直接进入老年代

2.5JVM 出现 fullGC 很频繁，怎么去线上排查问题

这题就依据full GC的触发条件来做：

• 如果有perm gen的话(jdk1.8就没了)，要给perm gen分配空间，但没有足够的空间时，会触发full gc。

    - 所以看看是不是perm gen区的值设置得太小了。

• System.gc()方法的调用

    - 这个一般没人去调用吧~~~

•  当统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于老年代的剩余空间，则会触发full gc(这就可以从多个角度上看了)

    - 是不是频繁创建了大对象(也有可能eden区设置过小)(大对象直接分配在老年代中，导致老年代空间不足--->从而频繁gc)
    - 是不是老年代的空间设置过小了(Minor GC几个对象就大于老年代的剩余空间了)

2.6类加载为什么要使用双亲委派模式，有没有什么场景是打破了这个模式？

双亲委托模型的重要用途是为了解决类载入过程中的安全性问题。

• 假设有一个开发者自己编写了一个名为java.lang.Object的类，想借此欺骗JVM。现在他要使用自定义ClassLoader来加载自己编写的java.lang.Object类。
• 然而幸运的是，双亲委托模型不会让他成功。因为JVM会优先在Bootstrap ClassLoader的路径下找到java.lang.Object类，并载入它

Java的类加载是否一定遵循双亲委托模型？

• 在实际开发中，我们可以通过自定义ClassLoader，并重写父类的loadClass方法，来打破这一机制。
• SPI就是打破了双亲委托机制的(SPI：服务提供发现)。SPI资料：

    - https://zhuanlan.zhihu.com/p/28909673
    - https://www.cnblogs.com/huzi007/p/6679215.html
    - https://blog.csdn.net/sigangjun/article/details/79071850

参考资料：

• https://blog.csdn.net/markzy/article/details/53192993

2.7类的实例化顺序

• 1． 父类静态成员和静态初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 2． 子类静态成员和静态初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 3． 父类实例成员和实例初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 4． 父类构造方法
• 5． 子类实例成员和实例初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 6． 子类构造方法

检验一下是不是真懂了：

1.  
    
2.  
   class Dervied extends Base {
3.  
    
4.  
    
5.  
       private String name = "Java3y";
6.  
    
7.  
       public Dervied() {
8.  
           tellName();
9.  
           printName();
10.  
        }
11.  
     
12.  
        public void tellName() {
13.  
            System.out.println("Dervied tell name: " + name);
14.  
        }
15.  
     
16.  
        public void printName() {
17.  
            System.out.println("Dervied print name: " + name);
18.  
        }
19.  
     
20.  
        public static void main(String[] args) {
21.  
     
22.  
            new Dervied();
23.  
        }
24.  
    }
25.  
     
26.  
    class Base {
27.  
     
28.  
        private String name = "公众号";
29.  
     
30.  
        public Base() {
31.  
            tellName();
32.  
            printName();
33.  
        }
34.  
     
35.  
        public void tellName() {
36.  
            System.out.println("Base tell name: " + name);
37.  
        }
38.  
     
39.  
        public void printName() {
40.  
            System.out.println("Base print name: " + name);
41.  
        }
42.  
    }

输出数据：

1.  
    
2.  
   Dervied tell name: null
3.  
   Dervied print name: null
4.  
   Dervied tell name: Java3y
5.  
   Dervied print name: Java3y

第一次做错的同学点个赞，加个关注不过分吧(hahaha

2.8JVM垃圾回收机制，何时触发MinorGC等操作

当young gen中的eden区分配满的时候触发MinorGC(新生代的空间不够放的时候).

2.9JVM 中一次完整的 GC 流程（从 ygc 到 fgc）是怎样的

这题不是很明白意思(水平有限...如果知道这题的意思可在评论区留言呀~~)

• 因为按我的理解：执行fgc是不会执行ygc的呀~~

YGC和FGC是什么 

• YGC ：对新生代堆进行gc。频率比较高，因为大部分对象的存活寿命较短，在新生代里被回收。性能耗费较小。
• FGC ：全堆范围的gc。默认堆空间使用到达80%(可调整)的时候会触发fgc。以我们生产环境为例，一般比较少会触发fgc，有时10天或一周左右会有一次。

什么时候执行YGC和FGC

• a.eden空间不足,执行 young gc
• b.old空间不足，perm空间不足，调用方法System.gc() ，ygc时的悲观策略, dump live的内存信息时(jmap –dump:live)，都会执行full gc

2.10各种回收算法

GC最基础的算法有三种：

• 标记 -清除算法
• 复制算法
• 标记-压缩算法
• 我们常用的垃圾回收器一般都采用分代收集算法(其实就是组合上面的算法，不同的区域使用不同的算法)。

具体：

• 标记-清除算法，“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。
• 复制算法，“复制”（Copying）的收集算法，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。
• 标记-压缩算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存
• 分代收集算法，“分代收集”（Generational Collection）算法，把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

2.11各种回收器，各自优缺点，重点CMS、G1

图来源于《深入理解Java虚拟机：JVM高级特效与最佳实现》，图中两个收集器之间有连线，说明它们可以配合使用.

• Serial收集器，串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，但可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收。
• ParNew收集器，ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。
• Parallel收集器，Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器，Parallel收集器更关注系统的吞吐量。
• Parallel Old收集器，Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程“标记－整理”算法
• CMS收集器，CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。它需要消耗额外的CPU和内存资源，在CPU和内存资源紧张，CPU较少时，会加重系统负担。CMS无法处理浮动垃圾。CMS的“标记-清除”算法，会导致大量空间碎片的产生。
• G1收集器，G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器,主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器. 以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征。

2.12stackoverflow错误，permgen space错误

stackoverflow错误主要出现：

• 在虚拟机栈中(线程请求的栈深度大于虚拟机栈锁允许的最大深度)

permgen space错误(针对jdk之前1.7版本)：

• 大量加载class文件
• 常量池内存溢出

三、总结

总的来说，JVM在初级的层面上还是偏理论多，可能要做具体的东西才会有更深的体会。这篇主要是入个门吧~

这篇文章懒懒散散也算把JVM比较重要的知识点理了一遍了，后面打算学学，写写SpringCloud的东西。

如果文章有错的地方欢迎指正，大家互相交流。习惯在微信看技术文章，想要获取更多的Java资源的同学，可以关注微信公众号:Java技术zhai。为了大家方便，建了一下qq群：650385180，大家也可以去交流交流。谢谢支持了！希望能多介绍给其他有需要的朋友