JVM相关面试题及答案

怼烎@ 2022-04-15 02:50 355阅读 0赞

### 1、你知道哪些或者你们线上使⽤什么GC策略？它有什么优势，适⽤于什么场景？ ###

参考 [触发JVM进行Full GC的情况及应对策略][JVM_Full GC]。

### 2、Java类加载器包括⼏种？它们之间的⽗⼦关系是怎么样的？双亲委派机制是什么意思？有什么好处？ ###

启动Bootstrap类加载、扩展Extension类加载、系统System类加载。

父子关系如下：

*  启动类加载器 ，由C++ 实现，没有父类；
 *  扩展类加载器，由Java语言实现，父类加载器为null；
 *  系统类加载器，由Java语言实现，父类加载器为扩展类加载器；
 *  自定义类加载器，父类加载器肯定为AppClassLoader。

双亲委派机制：类加载器收到类加载请求，自己不加载，向上委托给父类加载，父类加载不了，再自己加载。  
优势避免Java核心API篡改。详细查看[：深入理解Java类加载器(ClassLoader)][Java_ClassLoader]

### 3、如何⾃定义⼀个类加载器？你使⽤过哪些或者你在什么场景下需要⼀个⾃定义的类加载器吗？ ###

自定义类加载的意义：

1.  加载特定路径的class文件
2.  加载一个加密的网络class文件
3.  热部署加载class文件

### 4、堆内存设置的参数是什么？ ###

*  \-Xmx 设置堆的最大空间大小
 *  \-Xms 设置堆的最小空间大小

### 5、Perm Space中保存什么数据？会引起OutOfMemory吗？ ###

加载class文件。

会引起，出现异常可以设置 -XX:PermSize 的大小。JDK 1.8后，字符串常量不存放在永久带，而是在堆内存中，JDK8以后没有永久代概念，而是用元空间替代，元空间不存在虚拟机中，二是使用本地内存。

详细查看[Java8内存模型—永久代(PermGen)和元空间(Metaspace)][Java8_PermGen_Metaspace]

### 6、做GC时，⼀个对象在内存各个Space中被移动的顺序是什么？ ###

标记清除法，复制算法，标记整理、分代算法。

新生代一般采用复制算法 GC，老年代使用标记整理算法。  
垃圾收集器：串行新生代收集器、串行老生代收集器、并行新生代收集器、并行老年代收集器。  
CMS（Current Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，它是一种并发收集器，采用的是Mark-Sweep算法。

详见 [Java GC机制][Java GC]。

### 7、你有没有遇到过OutOfMemory问题？你是怎么来处理这个问题的？处理 过程中有哪些收获？ ###

permgen space、heap space 错误。

**常见的原因**

*  内存加载的数据量太大：一次性从数据库取太多数据；
 *  集合类中有对对象的引用，使用后未清空，GC不能进行回收；
 *  代码中存在循环产生过多的重复对象；
 *  启动参数堆内存值小。

详见 [Java 内存溢出（java.lang.OutOfMemoryError）的常见情况和处理方式总结][Java _java.lang.OutOfMemoryError]。

### 8、JDK 1.8之后Perm Space有哪些变动? MetaSpace⼤⼩默认是⽆限的么? 还是你们会通过什么⽅式来指定⼤⼩? ###

JDK 1.8后用元空间替代了 Perm Space；字符串常量存放到堆内存中。

MetaSpace大小默认没有限制，一般根据系统内存的大小。JVM会动态改变此值。

*  \-XX:MetaspaceSize：分配给类元数据空间（以字节计）的初始大小（Oracle逻辑存储上的初始高水位，the initial high-water-mark）。此值为估计值，MetaspaceSize的值设置的过大会延长垃圾回收时间。垃圾回收过后，引起下一次垃圾回收的类元数据空间的大小可能会变大。
 *  \-XX:MaxMetaspaceSize：分配给类元数据空间的最大值，超过此值就会触发Full GC，此值默认没有限制，但应取决于系统内存的大小。JVM会动态地改变此值。

### 9、jstack 是⼲什么的? jstat 呢？如果线上程序周期性地出现卡顿，你怀疑可 能是 GC 导致的，你会怎么来排查这个问题？线程⽇志⼀般你会看其中的什么 部分？ ###

jstack 用来查询 Java 进程的堆栈信息。

jvisualvm 监控内存泄露，跟踪垃圾回收、执行时内存、cpu分析、线程分析。

详见[Java jvisualvm简要说明][Java jvisualvm]，可参考 [线上FullGC频繁的排查][FullGC]。

### 10、StackOverflow异常有没有遇到过？⼀般你猜测会在什么情况下被触发？如何指定⼀个线程的堆栈⼤⼩？⼀般你们写多少？ ###

栈内存溢出，一般由栈内存的局部变量过爆了，导致内存溢出。出现在递归方法，参数个数过多，递归过深，递归没有出口。

原文：[http://www.importnew.com/29299.html][http_www.importnew.com_29299.html]

1. 类的实例化顺序，比如父类静态数据，构造函数，字段，子类静态数据，构造函数，字段，他们的执行顺序

答：先静态、先父后子。   
先静态：父静态 > 子静态   
优先级：父类 > 子类 静态代码块 > 非静态代码块 > 构造函数   
一个类的实例化过程：   
1，父类中的static代码块，当前类的static   
2，顺序执行父类的普通代码块   
3，父类的构造函数   
4，子类普通代码块   
5，子类（当前类）的构造函数，按顺序执行。   
6，子类方法的执行，

2. JVM内存分配

3. Java 8的内存分代改进

从永久代到元空间，在小范围自动扩展永生代避免溢出

4. JVM垃圾回收机制，何时触发MinorGC等操作

分代垃圾回收机制：不同的对象生命周期不同。把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最合适它的垃圾回收方式进行回收。   
JVM中共划分为三个代：年轻代、年老代和持久代，   
年轻代：存放所有新生成的对象；   
年老代：在年轻代中经历了N次垃圾回收仍然存活的对象，将被放到年老代中，故都是一些生命周期较长的对象；   
持久代：用于存放静态文件，如Java类、方法等。   
新生代的垃圾收集器命名为“minor gc”，老生代的GC命名为”Full Gc 或者Major GC”.其中用System.gc()强制执行的是Full Gc.   
判断对象是否需要回收的方法有两种：   
1.引用计数   
当某对象的引用数为0时，便可以进行垃圾收集。   
2.对象引用遍历   
果某对象不能从这些根对象的一个（至少一个）到达，则将它作为垃圾收集。在对象遍历阶段，gc必须记住哪些对象可以到达，以便删除不可到达的对象，这称为标记（marking）对象。

触发GC（Garbage Collector）的条件：   
1)GC在优先级最低的线程中运行，一般在应用程序空闲即没有应用线程在运行时被调用。   
2)Java堆内存不足时，GC会被调用。

5. jvm中一次完整的GC流程（从ygc到fgc）是怎样的，重点讲讲对象如何晋升到老年代等

答：对象优先在新生代区中分配，若没有足够空间，Minor GC；   
大对象（需要大量连续内存空间）直接进入老年态；长期存活的对象进入老年态。如果对象在新生代出生并经过第一次MGC后仍然存活，年龄+1，若年龄超过一定限制（15），则被晋升到老年态。

6. 你知道哪几种垃圾收集器，各自的优缺点，重点讲下cms，g1

7. Eden和Survivor的比例分配等

默认比例8:1。   
大部分对象都是朝生夕死。   
复制算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块上面。复制算法不会产生内存碎片。   
8. 深入分析了Classloader，双亲委派机制   
ClassLoader：类加载器（class loader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。Java 源程序（.java 文件）在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码（.class 文件）。类加载器负责读取 Java 字节代码，并转换成 java.lang.Class 类的一个实例。   
双亲委派机制：某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。

9. JVM的编译优化

10. 对Java内存模型的理解，以及其在并发中的应用

Java内存模型的主要目标: 定义程序中各个变量的访问规则。   
Java线程之间的通信由Java内存模型（本文简称为JMM）控制。   
所有变量的存储都在主内存，每条线程还都有自己的工作内存，线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的所有操作必须在工作内存完成，而不能直接读取主内存中的变量。不同的线程直接无法访问对方工作内存中的变量，线程间变量的传递均需要通过主内存来完成。

线程间通信：   
1. 首先，线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。   
2. 然后，线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。

11. 指令重排序，内存栅栏等

指令重排序：编译器或运行时环境为了优化程序性能而采取的对指令进行重新排序执行的一种手段。在单线程程序中，对存在控制依赖的操作重排序，不会改变执行结果；但在多线程程序中，对存在控制依赖的操作重排序，可能会改变程序的执行结果。

12. OOM错误，stackoverflow错误，permgen space错误

13. JVM常用参数

JVM主要参数：堆设置、回收器选择（串行、并行、并发收集器）

14. tomcat结构，类加载器流程   
   
目录结构：   
• /bin：存放windows或Linux平台上启动和关闭Tomcat的脚本文件   
• /conf：存放Tomcat服务器的各种全局配置文件，其中最重要的是server.xml和web.xml   
• /doc：存放Tomcat文档   
• /server：包含三个子目录：classes、lib和webapps   
• /server/lib：存放Tomcat服务器所需的各种JAR文件   
• /server/webapps：存放Tomcat自带的两个WEB应用admin应用和 manager应用   
• /common/lib：存放Tomcat服务器以及所有web应用都可以访问的jar文件   
• /shared/lib：存放所有web应用都可以访问的jar文件（但是不能被Tomcat服务器访问）   
• /logs：存放Tomcat执行时的日志文件   
• /src：存放Tomcat的源代码   
• /webapps：Tomcat的主要Web发布目录，默认情况下把Web应用文件放于此目录   
• /work：存放JSP编译后产生的class文件

类加载器模式，双亲委派模式：

15. volatile的语义，它修饰的变量一定线程安全吗

一个变量被定义为volatile之后，具备两重语义：①保证此变量对所有线程的可见性，即当一条线程修改了这个值，新值对于其他所有线程来说是立即得知的，普通变量需要通过主内存传递。②禁止指令重排序优化。   
Volatile修饰的变量不一定是线程安全的，eg非原子操作a++等

16. g1和cms区别,吞吐量优先和响应优先的垃圾收集器选择

CMS收集器：一款以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，是基于“标记-清除”算法实现的，分为4个步骤：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。   
G1收集器：面向服务端应用的垃圾收集器，过程：初始标记；并发标记；最终标记；筛选回收。整体上看是“标记-整理”，局部看是“复制”，不会产生内存碎片。   
吞吐量优先的并行收集器：以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。   
响应时间优先的并发收集器：保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。

17. 说一说你对环境变量classpath的理解？如果一个类不在classpath下，为什么会抛出ClassNotFoundException异常，如果在不改变这个类路径的前期下，怎样才能正确加载这个类？

classpath是javac编译器的一个环境变量。它的作用与import、package关键字有关。package的所在位置，就是设置CLASSPATH当编译器面对import packag这个语句时，它先会查找CLASSPATH所指定的目录，并检视子目录java/util是否存在，然后找出名称吻合的已编译文件（.class文件）。如果没有找到就会报错！   
动态加载包

18. 说一下强引用、软引用、弱引用、虚引用以及他们之间和gc的关系

强引用：new出的对象之类的引用，   
只要强引用还在，永远不会回收   
软引用：引用但非必须的对象，内存溢出异常之前，回收   
弱引用：非必须的对象，对象能生存到下一次垃圾收集发生之前。   
虚引用：对生存时间无影响，在垃圾回收时得到通知。  
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作者：zhaomaoer    
原文：https://blog.csdn.net/zd836614437/article/details/64126826

[JVM_Full GC]: https://blog.csdn.net/chenleixing/article/details/46706039/
[Java_ClassLoader]: https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/73413292/
[Java8_PermGen_Metaspace]: https://www.cnblogs.com/paddix/p/5309550.html/
[Java GC]: http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3783345.htmll/
[Java _java.lang.OutOfMemoryError]: http://outofmemory.cn/c/java-outOfMemoryError/
[Java jvisualvm]: https://blog.csdn.net/a19881029/article/details/8432368/
[FullGC]: https://blog.csdn.net/wilsonpeng3/article/details/70064336/
[http_www.importnew.com_29299.html]: http://www.importnew.com/29299.html