談談對Java的理解

• 平臺無關性
• GC
• 語言特性（泛型，反射，lambda等）
• 面向物件
• 類庫
• 異常處理

Java的平臺無關性

Java原始碼首先被編譯成位元組碼，再由不同平臺的JVM進行解析，Java語言在不同的平臺上執行時不需要重新編譯，Java虛擬機器在執行位元組碼的時候，把位元組碼轉換成具體平臺上的機器指令。

JVM如何載入.class檔案

JVM架構圖

• Class Loader：根據特定的格式，載入class檔案到記憶體
• Execution Engine：對命令進行解析
• Native Interface：融合不同開發語言的原生庫為Java所用
• Runtime Data Area：JVM記憶體空間模型

談談反射

Java反射機制是在執行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個物件，都能夠呼叫它的任意方法和屬性；這種動態獲取資訊以及動態呼叫物件方法的功能稱為java語言的反射機制。

ClassLoader的種類

• BootStrapClassLoader：C++編寫，載入核心庫java.*
• ExtClassLoader：java編寫，載入擴充套件庫javax.*
• AppClassLoader：java編寫，載入程式所在目錄（專案中的src）
• 自定義ClassLoader：java編寫，定製化載入

雙親委派機制

參考的部落格

當某個類載入器需要載入某個.class

檔案時，它首先把這個任務委託給他的上級類載入器，遞迴這個操作，如果上級的類載入器沒有載入，自己才會去載入這個類。

作用

1. 防止重複載入同一個.class。通過委託去向上面問一問，載入過了，就不用再載入一遍。保證資料安全。

2. 保證核心.class不能被篡改。通過委託方式，不會去篡改核心.clas，即使篡改也不會去載入，即使載入也不會是同一個.class物件了。不同的載入器載入同一個.class也不是同一個Class物件。這樣保證了Class執行安全。

談談ClassLoader

ClassLoader在Java中有著非常重要的作用，它主要工作在Class裝載的載入階段，其主要作用是從系統外部獲得Class二進位制資料流。它是Java的核心元件，所有的Class都是由ClassLoader進行載入的，ClassLoader負責通過將Class檔案裡的二進位制資料流裝載進系統，然後交給Java虛擬機器進行連線、初始化等操作。

類載入的方式

• 隱式載入：new
• 顯式載入：loadClass，forName

類的裝載過程

loadClass和forName的區別

• 使用Class.forName(className)裝載class會對相應的類進行初始化，即上圖類的裝載過程的第三步
• 使用ClassLoader.loadClass(className)裝載class，則只會進行上圖的第一步，不會進行連結

總結

​ 一般情況下，這兩個方法效果一樣，都能裝載Class。但如果程式依賴於Class是否被初始化，就必須用Class.forName(className)了。

​ 如：jdbc中的Driver註冊時只能用Class.forName(className)

因為，Driver在static塊中會註冊自己到java.sql.DriverManager。而static塊就是在Class的初始化中被執行。所以這個地方就只能用Class.forName(className)。

JVM記憶體模型

執行緒私有部分：程式計數器、虛擬機器棧、本地方法棧

• 程式計數器

  • 當前執行緒所執行的位元組碼行號指示器（邏輯）（多執行緒時，上下文切換，依靠程式計數器來恢復正確的執行位置）
  • 改變計數器的值來選取下一條需要執行的位元組碼指令
  • 和執行緒是一對一的關係即“執行緒私有”
  • 對Java方法計數，如果是Native方法則計數器值為Undefined
  • 不會發生記憶體洩漏

• 虛擬機器棧

  • Java方法執行的記憶體模型
  • 包含多個棧幀
  • 區域性變量表和運算元棧
    • 區域性變量表：包含方法執行過程中的所有變數
    • 運算元棧：入棧、出棧、複製、交換、產生消費變數（用來執行加減乘除等操作）

• 本地方法棧

  • 本地方法棧和java虛擬機器棧十分相似，差別不過是java虛擬機器棧是為了java虛擬機器執行位元組碼所服務，而本地方法棧則是為了執行native方法所服務的，所以本地方法也是一個私有的記憶體區域，也是後進先出棧，作用是支撐native方法的呼叫，執行和退出與java虛擬機器棧一樣也會出現以上兩種異常。

執行緒共享部分：共享部分為：MetaSpace（元空間），Java堆

• 元空間（MetaSpace）與永久代（PermGen）的區別：（用元空間代替永久代）

  • 元空間使用的是本地記憶體，而永久代使用的是jvm的記憶體
  • 字串常量池存在永久代中，容易出現效能問題和記憶體溢位
  • 類和方法的資訊大小難以確定，給永久代的大小指定帶來困難
  • 永久代會為GC帶來不必要的複雜性

• Java堆(Heap)，在虛擬機器啟動時建立

  • 物件例項的分配區域（Java堆的唯一目的）
  • GC管理的主要區域

JVM三大效能調優引數

• -Xss：規定了每個執行緒虛擬機器棧的大小
• -Xms：堆的初始值
• -Xmx：堆能達到的最大值

Java記憶體模型中堆和棧的區別

• 聯絡：引用物件、陣列時，棧裡定義變數儲存堆中目標的首地址

• 區別

  • 管理方式：棧自動釋放，堆需要GC
  • 空間大小：棧比堆小
  • 記憶體碎片相關：棧產生的碎片遠小於堆
  • 分配方式：棧支援靜態和動態分配，而堆僅支援動態分配
  • 效率：棧的效率比堆高