JVM

筆者能力有限，總結(jié)有誤的地方，請讀者協(xié)作更正。

1.類的加載機制

關(guān)注點： ?什么是類的加載 ?類的生命周期 ?類加載器 ?雙親委派模型

1）談一談類的實例化順序，比如：父類靜態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)造函數(shù)，字段等的執(zhí)行順序？ 先靜態(tài)-->先父后子-->非靜態(tài)代碼塊-->構(gòu)造函數(shù)

2）java代碼的執(zhí)行編譯過程 ？ 主要就是兩部：java源文件由編譯器編譯成字節(jié)碼文件，字節(jié)碼文件由虛擬機解釋執(zhí)行。

具體來說，源碼需要經(jīng)過詞法分析器組件，語法分析器組件，語義分析器組件，最后經(jīng)過代碼生成器組件編譯成字節(jié)碼文件。

3）java類的生命周期？

一個java類的完整的生命周期會經(jīng)歷加載、連接、初始化、使用、和卸載五個階段，當然也有在加載或者連接之后沒有被初始化就直接被使用的情況。

4）類加載器？

類加載器是java語言強大的特征之一， 默認情況下有三種類加載器（引導類加載器，擴展類加載器，應用類加載器），我們也可以自定義類加載器。 應用程序的每一個類都由ClassLoader加載，java類是被動態(tài)的加載到內(nèi)存，java的一大特點，也稱為運行時綁定。

5）什么是類加載器的雙親委派模型？

就是類加載器之間的的層次關(guān)系，該模型要求除了頂層的啟動類加載器之外，其余的類加載器都要有父類加載器，而且這種關(guān)系一般通過組合關(guān)系來實現(xiàn)，而不是通過繼承。

某一個類加載器在接到加載類的請求時候，首先會將任務委托給父類加載，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務，則成功返回；如果父類加載器無法完成加載任務，將拋出ClassNotFoundException異常后，再調(diào)用自己的findClass()方法進行加載，依次類推。

好處：

防止內(nèi)存中出現(xiàn)多份同樣的字節(jié)碼。 如果沒有雙親委派模型而是由各個類加載器自行加載的話，如果用戶編寫了一個java.lang.Object的同名類并放在ClassPath中，多個類加載器都去加載這個類到內(nèi)存中，系統(tǒng)中將會出現(xiàn)多個不同的Object類，那么類之間的比較結(jié)果及類的唯一性將無法保證，將會給虛擬機的安全帶來隱患。

2.JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)

關(guān)注點： ?內(nèi)存結(jié)構(gòu) ?對象分配規(guī)則

1）JVM的內(nèi)存分配？

Java虛擬機的運行時數(shù)據(jù)區(qū)包括：Java堆、Java虛擬機棧、方法區(qū)、PC寄存器、本地方法棧，還有常量池。它們被分為兩大類-------線程共享、私有數(shù)據(jù)區(qū)。

2）虛擬機內(nèi)存分配的各個區(qū)域作用？

堆：

new處理的對象都存放在堆中，堆的大小可以通過-Xmx和-Xms來控制； 堆被分為新生代、舊生代、持久代新創(chuàng)建的對象都用新生代內(nèi)存分配，舊生代用于存放新生代中多次經(jīng)過垃圾回收仍然存活的對象；

棧：

每個線程執(zhí)行每個方法時候都會在棧中申請一個棧幀，用于存放此次方法調(diào)用過程中臨時的變量、參數(shù)、中間結(jié)果等；

本地方法棧：

用于支持native方法執(zhí)行，存儲每個native方法調(diào)用的狀態(tài)

方法區(qū)：

持久代實現(xiàn)方法區(qū)，主要用來存放已經(jīng)加載的類的信息，方法，常量等；可以通過XX:PermSize和-XX:MaxPermSize來指定持久帶初始化值和最大值。

3.GC算法 垃圾回收

關(guān)注點： ?對象存活判斷 ?GC算法 ?垃圾回收器

1）垃圾回收采用什么算法實現(xiàn)？按照基本策略分為:

引用計數(shù)器（Reference Counting）： 比較舊的一個算法，原理是此對象有一個引用；增加一個計數(shù)，增加一個引用；刪除一個引用，減少一個計數(shù)。 垃圾回收時，只收集計數(shù)為0的對象。 存在最致命的問題是，無法處理循環(huán)引用的問題。

標記-清除（Mark-Sweep）: 此算法分為兩個階段，第一個階段從引用根節(jié)點開始標記被引用的對象； 第二個階段遍歷整個堆，把未標記的對象清除。此算法需要暫停整個應用，同時，會產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

復制（Copying）： 此算法把內(nèi)存空間劃分為相等的區(qū)域，每次只使用其中一個區(qū)域，垃圾回收時候，遍歷當前的區(qū)域，把正在使用中的對象復制到另一個區(qū)域。 算法每次只處理正在使用的對象，因為復制成本小，同時復制過去之后還能進行相應的內(nèi)存調(diào)整，不會出現(xiàn)碎片問題。 缺點就是，需要兩倍的內(nèi)存空間。

標記-整理（Mark-Compact）： 此算法集合了“標記-清除”和“復制”兩個算法的優(yōu)點分為兩個階段，第一階段從根節(jié)點開始標記所有被引用的對象，第二階段遍歷整個堆，把清除未標記的對象并且存活的對象“壓縮”到堆的其中一塊，按照順序排放。 此算法避免了“標記-清除”的碎片問題，同時也避免了“復制”算法的空間問題。

2）Java對新生代和舊生代采取了不同的垃圾回收機制

新生代的GC： 新生代通常存活時間較短，居于Coping算法來進行回收； 采用空指針的方式來控制GC觸發(fā)，指針保持最后一個分配的對象在新生代區(qū)間位置，當有新的對象要分配內(nèi)存時候，用于檢查空間是否足夠，不夠就觸發(fā)GC； 在執(zhí)行機制上提供了串行GC，并行回收GC，和并行GC；

舊生代GC： 舊生代GC對象存活的時間比較長，比較穩(wěn)定；

采用標記（Mark）算法來進行回收，就是掃描出存活的對象，回收位被標記的對象，回收后對對騰出的空間進行合并。 在執(zhí)行機制上JVM提供了串行GC，并行GC和并發(fā)GC；

4.GC分析 命令調(diào)優(yōu)

關(guān)注點： ?GC日志分析 ?調(diào)優(yōu)命令 ?調(diào)優(yōu)工具

調(diào)優(yōu)主要的目的是減少GC的頻率和Full GC的次數(shù)，過多的GC和Full GC是會占用很多的系統(tǒng)資源（主要是CPU），影響系統(tǒng)的吞吐量。

調(diào)優(yōu)手段：主要是通過控制堆內(nèi)存的各個部分的比例和GC策略來實現(xiàn)，JVM提供兩種較為簡單的GC策略的設(shè)置方式；

1）吞吐量優(yōu)先 ? ? JVM以吞吐量為指標，自行選擇相應的GC策略及控制新生代與舊生代的大小比例，來達到吞吐量指標。這個值可由-XX:GCTimeRatio=n來設(shè)置

2）暫停時間優(yōu)先 ? ? JVM以暫停時間為指標，自行選擇相應的GC策略及控制新生代與舊生代的大小比例，盡量保證每次GC造成的應用停止時間都在指定的數(shù)值范圍內(nèi)完成。這個值可由-XX:MaxGCPauseRatio=n來設(shè)置

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