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JVM運行內存的分類
- 程序計數器：當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器，用于記錄正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)指令地址，線程私有
注：如果正在執(zhí)行的是Native方法，計數器值則為空 - Java虛擬棧：存放基本數據類型、對象的引用、方法出口等，線程私有
- Native方法棧：和虛擬棧相似，只不過它服務于Native方法，線程私有
- Java堆：java內存最大的一塊，所有對象實例、數組都存放在java堆，GC回收的地方，線程共享
- 方法區(qū)：存放已被加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼數據等。（即永久帶），回收目標主要是常量池的回收和類型的卸載，各線程共享
- 程序計數器：當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器，用于記錄正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)指令地址，線程私有
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Java內存堆和棧區(qū)別
- 棧內存用來存儲基本類型的變量和對象的引用變量，堆內存用來存儲Java中的對象，無論是成員變量，局部變量，還是類變量，它們指向的對象都存儲在堆內存中
- 棧內存歸屬于單個線程，每個線程都會有一個棧內存，其存儲的變量只能在其所屬線程中可見，即棧內存可以理解成線程的私有內存，堆內存中的對象對所有線程可見。堆內存中的對象可以被所有線程訪問
- 如果棧內存沒有可用的空間存儲方法調用和局部變量，JVM會拋出java.lang.StackOverFlowError，如果是堆內存沒有可用的空間存儲生成的對象，JVM會拋出java.lang.OutOfMemoryError
- 棧的內存要遠遠小于堆內存，如果你使用遞歸的話，那么你的棧很快就會充滿，-Xss選項設置棧內存的大小。-Xms選項可以設置堆的開始時的大小
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Java四引用
- 強引用（StrongReference）強引用是使用最普遍的引用。如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。當內存空間不足，Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內存不足的問題
- 軟引用（SoftReference）
如果內存空間不足了，就會回收這些對象的內存。只要垃圾回收器沒有回收它，軟引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收，Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯(lián)的引用隊列中 - 弱引用（WeakReference）
弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區(qū)域的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。
弱引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯(lián)的引用隊列中 - 虛引用（PhantomReference）
虛引用在任何時候都可能被垃圾回收器回收，主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動，被回收時會收到一個系統(tǒng)通知。虛引用與軟引用和弱引用的一個區(qū)別在于：虛引用必須和引用隊列 （ReferenceQueue）聯(lián)合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之關聯(lián)的引用隊列中。
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GC回收機制
- Java中對象是采用new或者反射的方法創(chuàng)建的，這些對象的創(chuàng)建都是在堆（Heap）中分配的，所有對象的回收都是由Java虛擬機通過垃圾回收機制完成的。GC為了能夠正確釋放對象，會監(jiān)控每個對象的運行狀況，對他們的申請、引用、被引用、賦值等狀況進行監(jiān)控
- Java程序員不用擔心內存管理，因為垃圾收集器會自動進行管理
- 可以調用下面的方法之一：System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ，但JVM可以屏蔽掉顯示的垃圾回收調用
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GC 標記對象的死活
- 引用計數法：給對象添加一個引用計數器,沒當被引用的時候,計數器的值就加一。引用失效的時候減一,當計數器的值為 0 的時候就表示改對象可以被 GC 回收了，弊端:A->B,B->A,那么 AB 將永遠不會被回收了。也就是引用有環(huán)的情況
- 根搜索算法(可達性算法) GC Roots Tracing：通過一個叫 GC Roots 的對象作為起點,從這些結點開始向下搜索,搜索所走過的路徑稱為引用鏈,當一個對象沒有與任何的引用鏈相連的時候則改對象就可以被。 GC 回收回收了Roots 包括：java 虛擬機棧中引用的對象,本地方法棧中引用的對象,方法區(qū)中常量引用的對象,方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象
- 在Java語言里，可作為GC Roots的對象包括以下幾種：
虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中的引用的對象 方法區(qū)中的類靜態(tài)屬性引用的對象 方法區(qū)中的常量引用的對象。 本地方法棧中JNI(即一般說的Native方法)的引用的對象。
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GC回收算法
- 標記-清除法：標記出沒有用的對象，然后一個一個回收掉
- 缺點：標記和清除兩個過程效率不高，產生內存碎片導致需要分配較大對象時無法找到足夠的連續(xù)內存而需要觸發(fā)一次GC操作
- 復制算法: 按照容量劃分二個大小相等的內存區(qū)域，當一塊用完的時候將活著的對象復制到另一塊上，然后再把已使用的內存空間一次清理掉
- 缺點：將內存縮小為了原來的一半
- 標記-整理法：標記出沒有用的對象，讓所有存活的對象都向一端移動，然后直接清除掉端邊界以外的內
- 優(yōu)點：解決了標記- 清除算法導致的內存碎片問題和在存活率較高時復制算法效率低的問題。
- 分代回收：根據對象存活周期的不同將內存劃分為幾塊，一般是新生代和老年代，新生代基本采用復制算法，老年代采用標記整理算法
- 標記-清除法：標記出沒有用的對象，然后一個一個回收掉
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MinorGC&FullGC
- Minor GC通常發(fā)生在新生代的Eden區(qū)，在這個區(qū)的對象生存期短，往往發(fā)生GC的頻率較高，回收速度比較快，一般采用復制-回收算法
- Full GC/Major GC 發(fā)生在老年代，一般情況下，觸發(fā)老年代GC的時候不會觸發(fā)Minor GC，所采用的是標記-清除算法
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內存分配與回收策略
- 結構（堆大小 = 新生代 + 老年代 ）：
- 新生代(1/3)(初始對象，生命周期短)：Eden 區(qū)、survivior 0、survivior 1（ 8 : 1 : 1）
- 老年代(2/3)(長時間存在的對象)
- 一般小型的對象都會在 Eden 區(qū)上分配，如果Eden區(qū)無法分配，那么嘗試把活著的對象放到survivor0中去（Minor GC）
- 如果survivor0可以放入，那么放入之后清除Eden區(qū)
- 如果survivor0不可以放入，那么嘗試把Eden和survivor0的存活對象放到survivor1中
- 如果survivor1可以放入，那么放入survivor1之后清除Eden和survivor0，之后再把survivor1中的對象復制到survivor0中，保持survivor1一直為空。
- 如果survivor1不可以放入，那么直接把它們放入到老年代中，并清除Eden和survivor0，這個過程也稱為分配擔保（Full GC）
- 大對象、長期存活的對象則直接進入老年代
- 動態(tài)對象年齡判定
- 空間分配擔保，F(xiàn)ull GC...
- 結構（堆大小 = 新生代 + 老年代 ）：
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GC垃圾收集器
- Serial New收集器是針對新生代的收集器，采用的是復制算法
- Parallel New（并行）收集器，新生代采用復制算法，老年代采用標記整理
- Parallel Scavenge（并行）收集器，針對新生代，采用復制收集算法
- Serial Old（串行）收集器，新生代采用復制，老年代采用標記清理
- Parallel Old（并行）收集器，針對老年代，標記整理
- CMS收集器，基于標記清理
- G1收集器(JDK)：整體上是基于標記清理，局部采用復制
- 綜上：新生代基本采用復制算法，老年代采用標記整理算法。cms采用標記清理
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Java類加載機制
- 概念：
- 虛擬機把描述類的數據文件（字節(jié)碼）加載到內存，并對數據進行驗證、準備、解析以及類初始化，最終形成可以被虛擬機直接使用的java類型（java.lang.Class對象）
- 類的生命周期：
- 加載過程：通過一個類的全限定名來獲取定義此類的二進制字節(jié)流，將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結構轉化為方法區(qū)的運行時數據結構。在內存中(方法區(qū))生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這個類的各種數據的訪問入口；
- 驗證過程：為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當前虛擬機的要求，文件格式驗證、元數據驗證、字節(jié)碼驗證、符號引用驗證
- 準備過程：正式為類屬性分配內存并設置類屬性初始值的階段，這些內存都將在方法區(qū)中進行分配
- 解析階段：虛擬機將常量池內的符號引用替換為直接引用的過程
- 初始化階段：類初始化階段是類加載過程的最后一步。初始化階段就是執(zhí)行類構造器<clint>()方法的過程
- 使用階段：
- 卸載階段：
- Java類加載器：
- 類加載器負責加載所有的類，同一個類(一個類用其全限定類名(包名加類名)標志)只會被加載一次
- Bootstrap ClassLoader:根類加載器，負責加載java的核心類，它不是java.lang.ClassLoader的子類，而是由JVM自身實現(xiàn)
- Extension ClassLoader:擴展類加載器，擴展類加載器的加載路徑是JDK目錄下jre/lib/ext,擴展類的getParent()方法返回null,實際上擴展類加載器的父類加載器是根加載器，只是根加載器并不是Java實現(xiàn)的
- System ClassLoader:系統(tǒng)(應用)類加載器，它負責在JVM啟動時加載來自java命令的-classpath選項、java.class.path系統(tǒng)屬性或CLASSPATH環(huán)境變量所指定的jar包和類路徑。程序可以通過getSystemClassLoader()來獲取系統(tǒng)類加載器。系統(tǒng)加載器的加載路徑是程序運行的當前路徑
- 雙親委派模型的工作過程：
- 首先會先查找當前ClassLoader是否加載過此類，有就返回；
- 如果沒有，查詢父ClassLoader是否已經加載過此類，如果已經加載過,就直接返回Parent加載的類；
- 如果整個類加載器體系上的ClassLoader都沒有加載過，才由當前ClassLoader加載(調用findClass)，整個過程類似循環(huán)鏈表一樣。
- 雙親委托機制的作用：
- 共享功能：可以避免重復加載，當父親已經加載了該類的時候，子類不需要再次加載，一些Framework層級的類一旦被頂層的ClassLoader加載過就緩存在內存里面，以后任何地方用到都不需要重新加載。
- 隔離功能：因為String已經在啟動時被加載，所以用戶自定義類是無法加載一個自定義的類裝載器，保證java/Android核心類庫的純凈和安全，防止惡意加載。
- 如何打破雙親委派模型？
- 雙親委派模型的邏輯都在
loadClass()中，重寫loaderClass()，一般是重寫findClass()的 - 系統(tǒng)自帶的三個類加載器都加載特定目錄下的類，如果我們自己的類加載器放在一個特殊的目錄，那么系統(tǒng)的加載器就無法加載，也就是最終還是由我們自己的加載器加載
- 雙親委派模型的邏輯都在
- 自定義ClassLoader：
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loadClass(String name,boolean resolve)：根據指定的二進制名稱加載類 -
findClass(String name)： 根據二進制名稱來查找類 - 直接使用或繼承已有的ClassLoader實現(xiàn)：
java.net.URLClassLoader、java.security.SecureClassLoader、java.rmi.server.RMIClassLoader - 在調用
loadClass()，會先根據委派模型在父加載器中加載，如果加載失敗，則會調用自己的findClass方法來完成加載
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- 概念：
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引起類加載操作的五個行為
- 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic這四條字節(jié)碼指令
- 反射調用的時候，如果類沒有進行過初始化，則需要先觸發(fā)其初始化
- 子類初始化的時候，如果其父類還沒初始化，則需先觸發(fā)其父類的初始化
- 虛擬機執(zhí)行主類的時候(有 main(string[] args))
- JDK1.7 動態(tài)語言支持
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Java對象創(chuàng)建時機
- 使用new關鍵字創(chuàng)建對象
- 使用Class類的newInstance方法(反射機制)
- 使用Constructor類的newInstance方法(反射機制)
- 使用Clone方法創(chuàng)建對象
- 使用(反)序列化機制創(chuàng)建對象
總結的JVM面試題
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