常见JVM面试题及答案整理
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2021-08-04 02:35
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前言
1.什么情况下会发生栈内存溢出。
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
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。
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)
参数 -Xss 去调整JVM栈的大小
2.详解JVM内存模型
JVM内存结构
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。
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
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)
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。
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。
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。
public class PossibleReordering {
static int x = 0, y = 0;
static int a = 0, b = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread one = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
a = 1;
x = b;
}
});
Thread other = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
b = 1;
y = a;
}
});
one.start();other.start();
one.join();other.join();
System.out.println(“(” + x + “,” + y + “)”);
}
LoadLoad屏障：对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreStore屏障：对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
LoadStore屏障：对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreLoad屏障：对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的。在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能。
单线程happen-before原则：在同一个线程中，书写在前面的操作happen-before后面的操作。锁的happen-before原则：同一个锁的unlock操作happen-before此锁的lock操作。
volatile的happen-before原则：对一个volatile变量的写操作happen-before对此变量的任意操作(当然也包括写操作了)。
happen-before的传递性原则：如果A操作 happen-before B操作，B操作happen-before C操作，那么A操作happen-before C操作。
线程启动的happen-before原则：同一个线程的start方法happen-before此线程的其它方法。
线程中断的happen-before原则 ：对线程interrupt方法的调用happen-before被中断线程的检测到中断发送的代码。
线程终结的happen-before原则： 线程中的所有操作都happen-before线程的终止检测。
对象创建的happen-before原则： 一个对象的初始化完成先于他的finalize方法调用。
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。
启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：由C++语言实现（针对HotSpot）,负责将存放在<JAVA_HOME>\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<JAVA_HOME>\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。
8.说说你知道的几种主要的JVM参数
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k
-XX:MaxPermSize=16m -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxTenuringThreshold=0
-XX:+UseParallelGC
-XX:ParallelGCThreads=20
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：
-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
9.怎么打出线程栈信息。
输入jps，获得进程号。
top -Hp pid 获取本进程中所有线程的CPU耗时性能
jstack pid命令查看当前java进程的堆栈状态
或者 jstack -l > /tmp/output.txt 把堆栈信息打到一个txt文件。
可以使用fastthread 堆栈定位，fastthread.io/
10.强引用、软引用、弱引用、虚引用的区别？
SoftReference<String> softRef=new SoftReference<String>(str); // 软引用
Browser prev = new Browser(); // 获取页面进行浏览
SoftReference sr = new SoftReference(prev); // 浏览完毕后置为软引用
if(sr.get()!=null){
rev = (Browser) sr.get(); // 还没有被回收器回收，直接获取
}else{
prev = new Browser(); // 由于内存吃紧，所以对软引用的对象回收了
sr = new SoftReference(prev); // 重新构建
}
String str=new String("abc");
WeakReference<String> abcWeakRef = new WeakReference<String>(str);
str=null;
等价于
str = null;
System.gc();
11.JVM知识点精华汇总
作者 | Java程序员-张凯
来源 | csdn.net/qq_41701956/article/details/100074023
