八股文骚套路之JVM（重构完善版）
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2021-12-31 03:04
近几年 Java 后端面试中，对 JVM 的考察越来越严格，这也给还没工作经验的应届生带来很大的难度。本期我们就给 JVM 知识部分画一画重点，给大家讲讲如何应付面试官对 JVM 的考察。
1救急准备
下面这些问题都是面试互联网大厂后端岗位时的常问问题，我希望你都能熟练的答出来呀！暂时没记牢也不用太担心，我建议你在投简历和约面时，把最想去的公司的面试稍微往后推一推，先面几家自己拿不到 offer 也不会难过的公司。上面这些八股文就是通过我 平时+面试 记熟的，去年 7 月 初第一次我面一家中小厂，这些都磕磕绊绊的答不出来，但是到后期 8 月底 9 月初完全能轻松应对各大厂面试官了。
另外，我通过打星与加粗的方式对下面面试题的重要性进行评级！难度是针对互联网大厂的。
⭐ ：面试中不常问到，如果面试官问到尽量能答出来，答不出来也没关系。 ⭐⭐ ：面试中不常问到，但是如果面试官问到的话，答不出来对你的印象会减分。 ⭐⭐⭐：面试中会问到，答不出来面试有点悬。面试官会惊讶为什么你这也不会。 ⭐⭐⭐⭐：面试高频考点。 ⭐⭐⭐⭐⭐：面试超高频考点。四星考点和五星考点是参加十场面试，至少能有五场面试问到这些的。大家在准备面试过程中尽量把这些知识点的回答条理梳理清楚，面试官一问就开背。
JVM 基础常见面试题汇总 ：
运行时数据区中包含哪些区域？哪些线程共享？哪些线程独享？【⭐⭐⭐⭐⭐】 说一下方法区和永久代的关系。【⭐⭐⭐】 讲一下 Java 创建一个对象的过程。【⭐⭐⭐⭐】 对象的访问定位的两种方式（句柄和直接指针两种方式）。【⭐⭐⭐⭐⭐】 你了解分代理论吗？讲一下 Minor GC、还有 Full GC。【⭐⭐⭐⭐⭐】 Java 用什么方法确定哪些对象该被清理？讲一下可达性分析算法的流程。【⭐⭐⭐⭐】 JDK 中有几种引用类型？分别的特点是什么？【⭐⭐】 如何回收方法区？【⭐⭐⭐】 标记清楚、标记复制、标记整理分别是怎样清理垃圾的？各有什么优缺点？【⭐⭐⭐⭐⭐】 JVM 中的安全点和安全区各代表什么？写屏障你了解吗？【⭐⭐⭐⭐】 并发标记要解决什么问题？并发标记带来了什么问题？如何解决并发扫描时对象消失问题？【⭐⭐⭐⭐】相关阅读：面试官:你说你熟悉 jvm?那你讲一下并发的可达性分析 。 对于 JVM 的垃圾收集器你有什么了解的？【⭐⭐⭐⭐】有时候面试官会问出这种十分开放性的问题，你需要脑子里过一下你对这个大问题下的哪些知识熟悉哪些不熟悉，不熟悉的点一下就过，熟悉的展开讲。在准备校招时，我的一个是阿里 P7 的学姐，给我做过一次模拟面试，问出这个问题时让我有点懵，那么多东西我不知道从哪开始回答呀，就答得很凌乱。模拟面试完我问她这种问题应该从哪开始回答？她说她因为不知道我的掌握情况，所以就先问一个大问题，根据我的回答再追问，以后遇到这种问题主要从自己熟悉得方面切入就可以了。后来的面试还真遇到过好几次这种情况，我就答，垃圾收集器的种类有以下几种 Serial，ParNew...现在用的多的还是 CMS 和 G1，CMS 的垃圾收集流程是 xxx，G1 的垃圾收集流程是 xxx，他们特点是...就这样把话题引到 CMS 和 G1 了，只 CMS 和 G1 这部分和面试官讨论十几分钟完全没问题。 新生代垃圾收集器有哪些？老年代垃圾收集器有哪些？哪些是单线程垃圾收集器，哪些是多线程垃圾收集器？各有什么特点？各基于哪一种垃圾收集算法？【⭐⭐⭐⭐】 讲一下 CMS 垃圾收集器的四个步骤。CMS 有什么缺点？【⭐⭐⭐⭐】 G1 垃圾收集器的步骤。有什么缺点？【⭐⭐⭐⭐】 讲一下内存分配策略？【⭐⭐⭐⭐】 虚拟机基础故障处理工具有哪些？【⭐⭐⭐】 什么是字节码？类文件结构的组成了解吗？【⭐⭐⭐⭐】 类的生命周期？类加载的过程了解么？加载这一步主要做了什么事情？初始化阶段中哪几种情况必须对类初始化？【⭐⭐⭐⭐⭐】 讲一下双亲委派模型。【⭐⭐⭐⭐⭐】
由于篇幅问题，我并没有写上面这些问题的答案。你可以自行查阅，你也可以参考 JavaGuide 这个开源项目，涵盖了大部分 Java 程序员所需要掌握的核心知识。背面试八股文，这是一个必看的开源项目（学 Java 基础以及实战也推荐看这个项目）。
Github 地址：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide Gitee 地址：https://gitee.com/SnailClimb/JavaGuide（Github 无法访问或者访问速度比较慢的小伙伴可以看码云上的对应内容） 在线阅读地址: https://javaguide.cn/
2系统学习
如果想要看书学习 JVM 和准备 JVM 面试的话，我建推荐两本书：一本是准备后端面试时人手一本的《深入理解 Java 虚拟机》，另一本是《实战 Java 虚拟机》。
《深入理解 Java 虚拟机》 这本书的推荐理由不用多说，面试官的 JVM 知识也是从这本书上学的。推荐实战 Java 虚拟机这本书的理由呢，是因为深入理解 Java 虚拟机这本书初学者看起来有点困难。如果你一点 JVM 虚拟机基础都没有，那么我建议你先快速过一遍实战 Java 虚拟机，然后再去啃深入理解 Java 虚拟机这本书。我的理念一直是先易后难，先做到上手再做到深挖。深入理解 Java 虚拟机这本书很厚，但是通过我的划重点，能把书变薄。大家先把我划重点的部分学会，就完全够应付面试了，剩下的部分有时间再看就好了。
这里我们以 《深入理解 Java 虚拟机》 这本书为例来介绍如何准备 JVM 面试八股文。
第 2 章 Java 内存区域与内存溢出异常
第 2 章属于第二部分的一个总概括，也是 JVM 八股文面试中的一大考点。首先，运行时数据区 是面试官特别爱问的一个问题。下面这张图大家一定要记牢。
面试官在考察 JVM 部分时，起始问题一般就是运行时数据区中包含哪些区域？哪些区域时线程共享？哪些区域线程隔离？然后以此再问你各个部分的细节。这几个区域中，堆和方法区又是考察的重点。另外虚拟机在 Java 堆中 对象的创建 、内存布局 、对象访问 定位这几个过程也是面试八股文的一大考点。如果有时间的话把 2.4 节 OutOfMemoryError 异常的实例了解一下也是挺好的。
第 3 章 垃圾收集器与内存分配策略
垃圾收集器是面试中重点的重点。首先 引用计数法 和 可达性分析算法 必须充分理解，然后强引用 、软引用 、 弱引用 、虚引用 四种类型必须理解并且记牢，面试官特别爱问四种引用的区别。垃圾收集算法中的分代收集理论要充分理解并且记熟，标记-清楚算法 、标记复制算法 、标记整理算法 要充分理解并且记熟，并比较各自的优缺点。根节点枚举 、安全点 、安全区域 、记忆集与卡表 、写屏障 、并发的可达性分析 要充分理解并能大致复述出来。经典垃圾收集器 CMS 和 G1 相关知识点要充分理解并且记熟（这是超高频考点），Serial、ParNew 等了解就好，新生代的垃圾收集器暂时就别看了，你不说面试官不会问的。3.8 节的内存分配与回收策略的实战要好好看下，对象优先在 Eden 分配、大对象直接进入老年代、长期存活的对象进入老年代、动态对象年龄判定、空间分配担保 这些技术做了什么要记清楚。这些技术使用的常见参数有哪些？
第 4 章 虚拟机性能监控、故障处理工具
这一章有时间看下，把几个常用的工具记一下，没时间就别看了。当时有个面试官问我虚拟机怎么做性能监控，我说我知道有工具可以监控虚拟机性能，但名字我记不清了，面试官说你知道有工具就行。
第 5 章 调优案例分析与实战
在这一章可以学一两个实例套到自己项目中给面试官讲，但是如果你感觉自己给面试官讲不清楚，那么千万别勉强。你别说你有 JVM 调优经验，面试官一般也不会问你。
第 6 章 类文件结构
大致扫读一遍就可以了，了解就行，面试官基本不问。
第七章 虚拟机类加载机制
类的生命周期 一定要记牢，就是下面这张图。
上述环节的顺序要记清楚，每个环节做了什么也要记清楚。比如 加载 阶段做了三件事：
（1）通过类的全限定名获取定义此类的二进制字节流。
（2）将字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
（3）在内存中生成一个代表这个类的 Class 对象作为方法区这个类的各种数据访问入口。其它几个环节同样，不需要记清楚细节，但是做了什么要记清楚。
类加载器中的 双亲委派模型 是八股文考试中重点的重点，被问到的频率特别高，一定要充分理解，并且记熟。
说到类加载，Java创建对象 的过程也一定要记熟呀，类加载检查 -> 分配内存 -> 初始化零值 -> 设置对象头 ->执行 init 方法，这个顺序一定要记牢，细节也要记清。
第八章 虚拟机字节码执行引擎
这一章把 栈帧的结构 弄清楚就差不多了，其它的就扫一眼就好了。
第九章 类加载及执行子系统的案例与实战
了解一下就可以了，不了解也没事。
第十二章 Java 内存模型与线程
这一章也是八股文面试考察中的重点、Java内存模型的定义、内存间交互操作 要记清楚。volatile 这个关键字是面试考察的重点，他的作用要彻彻底底的掌握，面试中经常问。Java 内存模型的三大特征 原子性、可见性和有序性 也一定要理解。Java 线程的状态转换 也是一个常考问题。协程了解一下就好了。
第十三章 线程安全与锁优化
这部分绝对是面试中考察的重点中的重点。首先你需要理解并记牢线程安全的几种实现方法，比如互斥同步、非阻塞同步 等。互斥同步中有两个重要的同步手段一定要重视，一个是 synchronized，另一个是 ReentrantLock 。非阻塞同步中一个重要手段 CAS 一定要充分理解。
锁优化也是考察的重点，适应性自旋、锁消除、锁碰撞、轻量级锁、偏向锁 这些技术一定要充分理解和记熟。
好了，如果只是为了通过 JVM 的八股文面试的话，把上面我划重点的内容掌握应付校招足够了。这样看，深入理解 Java 虚拟机这本书是不是变薄了很多了？但是如果有时间的话，我还是建议你能够把整本书都好好看下呀。嗯...我知道你们应该学累了。
