【JVM】
194. 說一下 JVM 的主要組成部分？及其作用？
- 類加載器（ClassLoader）
- 運行時數據區（Runtime Data Area）
- 執行引擎（Execution Engine）
- 本地庫接口（Native Interface）
組件的作用： 首先類加載器（ClassLoader）會把字節碼文件(.class)加載到內存中，而字節碼文件只是 JVM 的一套指令集規范，並不能直接交給底層操作系統去執行，因此需要特定的命令解析器執行引擎（Execution Engine），將字節碼翻譯成底層系統指令，再交由 CPU 去執行，而這個過程中需要調用其他語言的本地庫接口（Native Interface）來實現整個程序的功能。運行時數據區（Runtime Data Area）作用詳細見下一點。
195. 說一下 JVM 運行時數據區？
不同虛擬機的運行時數據區可能略微有所不同，但都會遵從 Java 虛擬機規范， Java 虛擬機規范規定的區域分為以下 5 個部分：
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- 程序計數器（Program Counter Register）：當前線程所執行的字節碼的行號指示器，字節碼解析器的工作是通過改變這個計數器的值，來選取下一條需要執行的字節碼指令，分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能，都需要依賴這個計數器來完成；
- Java 虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）：用於存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等信息；
- 本地方法棧（Native Method Stack）：與虛擬機棧的作用是一樣的，只不過虛擬機棧是服務 Java 方法的，而本地方法棧是為虛擬機調用 Native 方法服務的；
- Java 堆（Java Heap）：Java 虛擬機中內存最大的一塊，是被所有線程共享的，幾乎所有的對象實例都在這里分配內存；
- 方法區（Methed Area）：用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯后的代碼等數據。
196. 說一下堆棧的區別？
- 功能方面：堆是用來存放對象的，棧是用來執行程序的。
- 共享性：堆是線程共享的，棧是線程私有的。
- 空間大小：堆大小遠遠大於棧。
197. 隊列和棧是什么？有什么區別？
隊列和棧都是被用來預存儲數據的。
隊列允許先進先出檢索元素，但也有例外的情況，Deque 接口允許從兩端檢索元素。
棧和隊列很相似，但它運行對元素進行后進先出進行檢索。
198. 什么是雙親委派模型？
在介紹雙親委派模型之前先說下類加載器。對於任意一個類，都需要由加載它的類加載器和這個類本身一同確立在 JVM 中的唯一性，每一個類加載器，都有一個獨立的類名稱空間。類加載器就是根據指定全限定名稱將 class 文件加載到 JVM 內存，然后再轉化為 class 對象。
類加載器分類：
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- 啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader），是虛擬機自身的一部分，用來加載Java_HOME/lib/目錄中的，或者被 -Xbootclasspath 參數所指定的路徑中並且被虛擬機識別的類庫；
- 其他類加載器：
- 擴展類加載器（Extension ClassLoader）：負責加載\lib\ext目錄或Java. ext. dirs系統變量指定的路徑中的所有類庫；
- 應用程序類加載器（Application ClassLoader）。負責加載用戶類路徑（classpath）上的指定類庫，我們可以直接使用這個類加載器。一般情況，如果我們沒有自定義類加載器默認就是用這個加載器。
雙親委派模型：如果一個類加載器收到了類加載的請求，它首先不會自己去加載這個類，而是把這個請求委派給父類加載器去完成，每一層的類加載器都是如此，這樣所有的加載請求都會被傳送到頂層的啟動類加載器中，只有當父加載無法完成加載請求（它的搜索范圍中沒找到所需的類）時，子加載器才會嘗試去加載類。
199. 說一下類裝載的執行過程？
類裝載分為以下 5 個步驟：
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- 加載：根據查找路徑找到相應的 class 文件然后導入；
- 檢查：檢查加載的 class 文件的正確性；
- 准備：給類中的靜態變量分配內存空間；
- 解析：虛擬機將常量池中的符號引用替換成直接引用的過程。符號引用就理解為一個標示，而在直接引用直接指向內存中的地址；
- 初始化：對靜態變量和靜態代碼塊執行初始化工作。
200. 怎么判斷對象是否可以被回收？
一般有兩種方法來判斷：
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- 引用計數器：為每個對象創建一個引用計數，有對象引用時計數器 +1，引用被釋放時計數 -1，當計數器為 0 時就可以被回收。它有一個缺點不能解決循環引用的問題；
- 可達性分析：從 GC Roots 開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈。當一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連時，則證明此對象是可以被回收的。
201. Java 中都有哪些引用類型？
- 強引用：發生 gc 的時候不會被回收。
- 軟引用：有用但不是必須的對象，在發生內存溢出之前會被回收。
- 弱引用：有用但不是必須的對象，在下一次GC時會被回收。
- 虛引用（幽靈引用/幻影引用）：無法通過虛引用獲得對象，用 PhantomReference 實現虛引用，虛引用的用途是在 gc 時返回一個通知。
202. 說一下 JVM 有哪些垃圾回收算法？
- 標記-清除算法：標記無用對象，然后進行清除回收。缺點：效率不高，無法清除垃圾碎片。
- 標記-整理算法：標記無用對象，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存。
- 復制算法：按照容量划分二個大小相等的內存區域，當一塊用完的時候將活着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：內存使用率不高，只有原來的一半。
- 分代算法：根據對象存活周期的不同將內存划分為幾塊，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。
203. 說一下 JVM 有哪些垃圾回收器？
- Serial：最早的單線程串行垃圾回收器。
- Serial Old：Serial 垃圾回收器的老年版本，同樣也是單線程的，可以作為 CMS 垃圾回收器的備選預案。
- ParNew：是 Serial 的多線程版本。
- Parallel 和 ParNew 收集器類似是多線程的，但 Parallel 是吞吐量優先的收集器，可以犧牲等待時間換取系統的吞吐量。
- Parallel Old 是 Parallel 老生代版本，Parallel 使用的是復制的內存回收算法，Parallel Old 使用的是標記-整理的內存回收算法。
- CMS：一種以獲得最短停頓時間為目標的收集器，非常適用 B/S 系統。
- G1：一種兼顧吞吐量和停頓時間的 GC 實現，是 JDK 9 以后的默認 GC 選項。
204. 詳細介紹一下 CMS 垃圾回收器？
CMS 是英文 Concurrent Mark-Sweep 的簡稱，是以犧牲吞吐量為代價來獲得最短回收停頓時間的垃圾回收器。對於要求服務器響應速度的應用上，這種垃圾回收器非常適合。在啟動 JVM 的參數加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”來指定使用 CMS 垃圾回收器。
CMS 使用的是標記-清除的算法實現的，所以在 gc 的時候回產生大量的內存碎片，當剩余內存不能滿足程序運行要求時，系統將會出現 Concurrent Mode Failure，臨時 CMS 會采用 Serial Old 回收器進行垃圾清除，此時的性能將會被降低。
205. 新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什么區別？
- 新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
- 老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS
- 整堆回收器：G1
新生代垃圾回收器一般采用的是復制算法，復制算法的優點是效率高，缺點是內存利用率低；老年代回收器一般采用的是標記-整理的算法進行垃圾回收。
206. 簡述分代垃圾回收器是怎么工作的？
分代回收器有兩個分區：老生代和新生代，新生代默認的空間占比總空間的 1/3，老生代的默認占比是 2/3。
新生代使用的是復制算法，新生代里有 3 個分區：Eden、To Survivor、From Survivor，它們的默認占比是 8:1:1，它的執行流程如下：
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- 把 Eden + From Survivor 存活的對象放入 To Survivor 區；
- 清空 Eden 和 From Survivor 分區；
- From Survivor 和 To Survivor 分區交換，From Survivor 變 To Survivor，To Survivor 變 From Survivor。
每次在 From Survivor 到 To Survivor 移動時都存活的對象，年齡就 +1，當年齡到達 15（默認配置是 15）時，升級為老生代。大對象也會直接進入老生代。
老生代當空間占用到達某個值之后就會觸發全局垃圾收回，一般使用標記整理的執行算法。以上這些循環往復就構成了整個分代垃圾回收的整體執行流程。
207. 說一下 JVM 調優的工具？
JDK 自帶了很多監控工具，都位於 JDK 的 bin 目錄下，其中最常用的是 jconsole 和 jvisualvm 這兩款視圖監控工具。
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- jconsole：用於對 JVM 中的內存、線程和類等進行監控；
- jvisualvm：JDK 自帶的全能分析工具，可以分析：內存快照、線程快照、程序死鎖、監控內存的變化、gc 變化等。
208. 常用的 JVM 調優的參數都有哪些？
- -Xms2g：初始化推大小為 2g；
- -Xmx2g：堆最大內存為 2g；
- -XX:NewRatio=4：設置年輕的和老年代的內存比例為 1:4；
- -XX:SurvivorRatio=8：設置新生代 Eden 和 Survivor 比例為 8:2；
- –XX:+UseParNewGC：指定使用 ParNew + Serial Old 垃圾回收器組合；
- -XX:+UseParallelOldGC：指定使用 ParNew + ParNew Old 垃圾回收器組合；
- -XX:+UseConcMarkSweepGC：指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器組合；
- -XX:+PrintGC：開啟打印 gc 信息；
- -XX:+PrintGCDetails：打印 gc 詳細信息。