JVM面试题
Published in:2023-02-19 | category: 面试题

1、什么情况下会发生栈内存溢出。

1、栈是线程私有的,他的生命周期与线程相同,每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧,用来存储局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息。局部变量表又包含基本数据类型,对象引用类型
2、如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError异常,方法递归调用产生这种结果。
3、如果Java虚拟机栈可以动态扩展,并且扩展的动作已经尝试过,但是无法申请到足够的内存去完成扩展,或者在新建立线程的时候没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈,那么Java虚拟机将抛出一个OutOfMemory 异常。(线程启动过多)
4、参数 -Xss 去调整JVM栈的大小

2、详解JVM内存模型

程序计数器:当前线程所执行的字节码的行号指示器,用于记录正在执行的虚拟机字节指令地址,线程私有。

Java虚拟栈:存放基本数据类型、对象的引用、方法出口等,线程私有。

Native方法栈:和虚拟栈相似,只不过它服务于Native方法,线程私有。

Java堆:java内存最大的一块,所有对象实例、数组都存放在java堆,GC回收的地方,线程共享。

方法区:存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码数据等。回收目标主要是常量池的回收和类型的卸载,各线程共享

3、JVM内存为什么要分成新生代,老年代,持久代。新生代中为什么要分为Eden和Survivor?

1)共享内存区划分

共享内存区 = 持久带 + 堆
持久带 = 方法区 + 其他
Java堆 = 老年代 + 新生代
新生代 = Eden + S0 + S1

2)一些参数的配置

默认的,新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2 ,可以通过参数 –XX:NewRatio 配置。
默认的,Edem : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定)
Survivor区中的对象被复制次数为15(对应虚拟机参数 -XX:+MaxTenuringThreshold)

3)为什么要分为Eden和Survivor?为什么要设置两个Survivor区?

如果没有Survivor,Eden区每进行一次Minor GC,存活的对象就会被送到老年代。老年代很快被填满,触发Major GC.老年代的内存空间远大于新生代,进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC长得多,所以需要分为Eden和Survivor。
Survivor的存在意义,就是减少被送到老年代的对象,进而减少Full GC的发生,Survivor的预筛选保证,只有经历16次Minor GC还能在新生代中存活的对象,才会被送到老年代。
设置两个Survivor区最大的好处就是解决了碎片化,刚刚新建的对象在Eden中,经历一次Minor GC,Eden中的存活对象就会被移动到第一块survivor space S0,Eden被清空;等Eden区再满了,就再触发一次Minor GC,Eden和S0中的存活对象又会被复制送入第二块survivor space S1(这个过程非常重要,因为这种复制算法保证了S1中来自S0和Eden两部分的存活对象占用连续的内存空间,避免了碎片化的发生)

4、JVM中一次完整的GC流程是怎样的,对象如何晋升到老年代?

Java堆 = 老年代 + 新生代
新生代 = Eden + S0 + S1
当 Eden 区的空间满了, Java虚拟机会触发一次 Minor GC,以收集新生代的垃圾,存活下来的对象,则会转移到 Survivor区。
大对象(需要大量连续内存空间的Java对象,如那种很长的字符串)直接进入老年态;
如果对象在Eden出生,并经过第一次Minor GC后仍然存活,并且被Survivor容纳的话,年龄设为1,每熬过一次Minor GC,年龄+1,若年龄超过一定限制(15),则被晋升到老年态。即长期存活的对象进入老年态。
老年代满了而无法容纳更多的对象,Minor GC 之后通常就会进行Full GC,Full GC 清理整个内存堆 – 包括年轻代和年老代。
Major GC 发生在老年代的GC,清理老年区,经常会伴随至少一次Minor GC,比Minor GC慢10倍以上。

5、你知道哪几种垃圾收集器,各自的优缺点,重点讲下cms和G1,包括原理,流程,优缺点。

1)几种垃圾收集器:

Serial收集器: 单线程的收集器,收集垃圾时,必须stop the world,使用复制算法。
ParNew收集器: Serial收集器的多线程版本,也需要stop the world,复制算法。
Parallel Scavenge收集器: 新生代收集器,复制算法的收集器,并发的多线程收集器,目标是达到一个可控的吞吐量。如果虚拟机总共运行100分钟,其中垃圾花掉1分钟,吞吐量就是99%。
Serial Old收集器: 是Serial收集器的老年代版本,单线程收集器,使用标记整理算法。
Parallel Old收集器: 是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程,标记-整理算法。
CMS(Concurrent Mark Sweep) 收集器: 是一种以获得最短回收停顿时间为目标的收集器,标记清除算法,运作过程:初始标记,并发标记,重新标记,并发清除,收集结束会产生大量空间碎片。
G1收集器: 标记整理算法实现,运作流程主要包括以下:初始标记,并发标记,最终标记,筛选标记。不会产生空间碎片,可以精确地控制停顿。

2)CMS收集器和G1收集器的区别:

CMS收集器是老年代的收集器,可以配合新生代的Serial和ParNew收集器一起使用;
G1收集器收集范围是老年代和新生代,不需要结合其他收集器使用;
CMS收集器以最小的停顿时间为目标的收集器;
G1收集器可预测垃圾回收的停顿时间
CMS收集器是使用“标记-清除”算法进行的垃圾回收,容易产生内存碎片
G1收集器使用的是“标记-整理”算法,进行了空间整合,降低了内存空间碎片。

6、JVM内存模型的相关知识了解多少,比如重排序,内存屏障,happen-before,主内存,工作内存。

7、简单说说你了解的类加载器,可以打破双亲委派么,怎么打破。

1)什么是类加载器?

类加载器 就是根据指定全限定名称将class文件加载到JVM内存,转为Class对象。

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):由C++语言实现(针对HotSpot),负责将存放在\lib目录或-Xbootclasspath参数指定的路径中的类库加载到内存中。
其他类加载器:由Java语言实现,继承自抽象类ClassLoader。如:
扩展类加载器(Extension ClassLoader):负责加载\lib\ext目录或java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库。
应用程序类加载器(Application ClassLoader)。负责加载用户类路径(classpath)上的指定类库,我们可以直接使用这个类加载器。一般情况,如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

2)双亲委派模型

双亲委派模型工作过程是:

如果一个类加载器收到类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器完成。每个类加载器都是如此,只有当父加载器在自己的搜索范围内找不到指定的类时(即ClassNotFoundException),子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派模型图:

3)为什么需要双亲委派模型?

在这里,先想一下,如果没有双亲委派,那么用户是不是可以自己定义一个java.lang.Object的同名类,java.lang.String的同名类,并把它放到ClassPath中,那么类之间的比较结果及类的唯一性将无法保证,因此,为什么需要双亲委派模型?防止内存中出现多份同样的字节码

4)怎么打破双亲委派模型?

打破双亲委派机制则不仅要继承ClassLoader类,还要重写loadClass和findClass方法。

8、强引用、软引用、弱引用、虚引用的区别?

1、 强引用,就是普通的对象引用关系,如 String s = new String(“ConstXiong”)

2、 软引用,用于维护一些可有可无的对象。只有在内存不足时,系统则会回收软引用对象,如果回收了软引用对象之后仍然没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。SoftReference 实现

3、 弱引用,相比软引用来说,要更加无用一些,它拥有更短的生命周期,当 JVM 进行垃圾回收时,无论内存是否充足,都会回收被弱引用关联的对象。WeakReference 实现

4、 虚引用是一种形同虚设的引用,在现实场景中用的不是很多,它主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。PhantomReference 实现。

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