學習JVM是如何從入門

阿新 • • 發佈：2018-11-10

前言

只有光頭才能變強

JVM在準備面試的時候就有看了，一直沒時間寫筆記。現在到了一家公司實習，閒的時候就寫寫，刷刷JVM部落格，刷刷電子書。

學習JVM的目的也很簡單：

能夠知道JVM是什麼，為我們幹了什麼，具體是怎麼幹的。能夠理解到一些初學時不懂的東西
在面試的時候有談資
能裝逼

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(圖片來源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/25511795,侵刪)

宣告：全文預設指的是HotSpot VM

一、簡單聊聊JVM

1.1先來看看簡單的Java程式

現在我有一個JavaBean：


public class Java3y {

    // 姓名
    private String name;

    // 年齡
    private int age;

       //.....各種get/set方法/toString
}

一個測試類：


public class Java3yTest {

    public static void main(String[] args) {
        
        Java3y java3y = new Java3y();
        java3y.setName("Java3y");
        System.out.println(java3y);

    }
}

我們在初學的時候肯定用過javac來編譯.java檔案程式碼，用過java命令來執行編譯後生成的.class檔案。

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Java原始檔：

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在使用IDE點選執行的時候其實就是將這兩個命令結合起來了(編譯並執行)，方便我們開發。

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生成class檔案

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解析class檔案得到結果

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1.2編譯過程

.java檔案是由Java原始碼編譯器(上述所說的javac.exe)來完成，流程圖如下所示：

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Java原始碼編譯由以下三個過程組成：

分析和輸入到符號表

註解處理
語義分析和生成class檔案

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1.2.1編譯時期-語法糖

語法糖可以看做是編譯器實現的一些“小把戲”，這些“小把戲”可能會使得效率“大提升”。

最值得說明的就是泛型了，這個語法糖可以說我們是經常會使用到的！

泛型只會在Java原始碼中存在，編譯過後會被替換為原來的原生型別（Raw Type，也稱為裸型別）了。這個過程也被稱為：泛型擦除。

有了泛型這顆語法糖以後：

程式碼更加簡潔【不用強制轉換】
程式更加健壯【只要編譯時期沒有警告，那麼執行時期就不會出現ClassCastException異常】
可讀性和穩定性【在編寫集合的時候，就限定了型別】

瞭解泛型更多的知識：

https://segmentfault.com/a/1190000014120746

1.3JVM實現跨平臺

至此，我們通過javac.exe編譯器編譯我們的.java原始碼檔案生成出.class檔案了！

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這些.class檔案很明顯是不能直接執行的，它不像C語言(編譯cpp後生成exe檔案直接執行)

這些.class檔案是交由JVM來解析執行！

JVM是執行在作業系統之上的，每個作業系統的指令是不同的，而JDK是區分作業系統的，只要你的本地系統裝了JDK，這個JDK就是能夠和當前系統相容的。
而class位元組碼執行在JVM之上，所以不用關心class位元組碼是在哪個作業系統編譯的，只要符合JVM規範，那麼，這個位元組碼檔案就是可執行的。
所以Java就做到了跨平臺--->一次編譯，到處執行！

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1.4class檔案和JVM的恩怨情仇

1.4.1類的載入時機

現在我們例子中生成的兩個.class檔案都會直接被載入到JVM中嗎？？

虛擬機器規範則是嚴格規定了有且只有5種情況必須立即對類進行“初始化”(class檔案載入到JVM中)：

建立類的例項(new 的方式)。訪問某個類或介面的靜態變數，或者對該靜態變數賦值，呼叫類的靜態方法
反射的方式
初始化某個類的子類，則其父類也會被初始化
Java虛擬機器啟動時被標明為啟動類的類，直接使用java.exe命令來執行某個主類（包含main方法的那個類）
當使用JDK1.7的動態語言支援時(....)

所以說：

Java類的載入是動態的，它並不會一次性將所有類全部載入後再執行，而是保證程式執行的基礎類(像是基類)完全載入到jvm中，至於其他類，則在需要的時候才載入。這當然就是為了節省記憶體開銷。

1.4.2如何將類載入到jvm

class檔案是通過類的載入器裝載到jvm中的！

Java預設有三種類載入器：

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各個載入器的工作責任：

1）Bootstrap ClassLoader：負責載入$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar裡所有的class，由C++實現，不是ClassLoader子類
2）Extension ClassLoader：負責載入java平臺中擴充套件功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包
3）App ClassLoader：負責記載classpath中指定的jar包及目錄中class

工作過程：

1、當AppClassLoader載入一個class時，它首先不會自己去嘗試載入這個類，而是把類載入請求委派給父類載入器ExtClassLoader去完成。
2、當ExtClassLoader載入一個class時，它首先也不會自己去嘗試載入這個類，而是把類載入請求委派給BootStrapClassLoader去完成。
3、如果BootStrapClassLoader載入失敗（例如在$JAVA_HOME/jre/lib裡未查詢到該class），會使用ExtClassLoader來嘗試載入；
4、若ExtClassLoader也載入失敗，則會使用AppClassLoader來載入
5、如果AppClassLoader也載入失敗，則會報出異常ClassNotFoundException

其實這就是所謂的雙親委派模型。簡單來說：如果一個類載入器收到了類載入的請求，它首先不會自己去嘗試載入這個類，而是把請求委託給父載入器去完成，依次向上。

好處：

防止記憶體中出現多份同樣的位元組碼(安全性角度)

特別說明：

類載入器在成功載入某個類之後，會把得到的 java.lang.Class類的例項快取起來。下次再請求載入該類的時候，類載入器會直接使用快取的類的例項，而不會嘗試再次載入。

1.4.2類載入詳細過程

載入器載入到jvm中，接下來其實又分了好幾個步驟：

載入，查詢並載入類的二進位制資料，在Java堆中也建立一個java.lang.Class類的物件。
連線，連線又包含三塊內容：驗證、準備、初始化。
- 1）驗證，檔案格式、元資料、位元組碼、符號引用驗證；
- 2）準備，為類的靜態變數分配記憶體，並將其初始化為預設值；
- 3）解析，把類中的符號引用轉換為直接引用
初始化，為類的靜態變數賦予正確的初始值。

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1.4.3JIT即時編輯器

一般我們可能會想：JVM在載入了這些class檔案以後，針對這些位元組碼，逐條取出，逐條執行-->解析器解析。

但如果是這樣的話，那就太慢了！

我們的JVM是這樣實現的：

就是把這些Java位元組碼重新編譯優化，生成機器碼，讓CPU直接執行。這樣編出來的程式碼效率會更高。
編譯也是要花費時間的，我們一般對熱點程式碼做編譯，非熱點程式碼直接解析就好了。

熱點程式碼解釋：一、多次呼叫的方法。二、多次執行的迴圈體

使用熱點探測來檢測是否為熱點程式碼，熱點探測有兩種方式：

取樣
計數器

目前HotSpot使用的是計數器的方式，它為每個方法準備了兩類計數器：

方法呼叫計數器（Invocation Counter）
回邊計數器（Back EdgeCounter）。
在確定虛擬機器執行引數的前提下，這兩個計數器都有一個確定的閾值，當計數器超過閾值溢位了，就會觸發JIT編譯。

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1.4.4回到例子中

按我們程式來走，我們的Java3yTest.class檔案會被AppClassLoader載入器(因為ExtClassLoader和BootStrap載入器都不會載入它[雙親委派模型])載入到JVM中。

隨後發現了要使用Java3y這個類，我們的Java3y.class檔案會被AppClassLoader載入器(因為ExtClassLoader和BootStrap載入器都不會載入它[雙親委派模型])載入到JVM中

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詳情參考：

https://www.mrsssswan.club/2018/06/30/jvm-start1/---淺解JVM載入class檔案
https://zhuanlan.zhihu.com/p/28476709---JVM雜談之JIT

擴充套件閱讀：

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader/---深入探討 Java 類載入器
https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-just-in-time/---深入淺出 JIT 編譯器
https://www.zhihu.com/question/46719811---Java 類載入器（ClassLoader）的實際使用場景有哪些？

1.5類載入完以後JVM幹了什麼？

在類載入檢查通過後，接下來虛擬機器將為新生物件分配記憶體。

1.5.1JVM的記憶體模型

首先我們來了解一下JVM的記憶體模型的怎麼樣的：

基於jdk1.8畫的JVM的記憶體模型--->我畫得比較細。

2018-10-15_141336.png

簡單看了一下記憶體模型，簡單看看每個區域究竟儲存的是什麼(乾的是什麼)：

堆：存放物件例項，幾乎所有的物件例項都在這裡分配記憶體
虛擬機器棧：虛擬機器棧描述的是Java方法執行的記憶體模型：每個方法被執行的時候都會同時建立一個棧幀（Stack Frame）用於儲存區域性變量表、操作棧、動態連結、方法出口等資訊
本地方法棧：本地方法棧則是為虛擬機器使用到的Native方法服務。
方法區：儲存已被虛擬機器載入的類元資料資訊(元空間)
程式計數器：當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器

1.5.2例子中的流程

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我來巨集觀簡述一下我們的例子中的工作流程：

1、通過java.exe執行Java3yTest.class，隨後被載入到JVM中，元空間儲存著類的資訊(包括類的名稱、方法資訊、欄位資訊..)。
2、然後JVM找到Java3yTest的主函式入口(main)，為main函式建立棧幀，開始執行main函式
3、main函式的第一條命令是Java3y java3y = new Java3y();就是讓JVM建立一個Java3y物件，但是這時候方法區中沒有Java3y類的資訊，所以JVM馬上載入Java3y類，把Java3y類的型別資訊放到方法區中(元空間)
4、載入完Java3y類之後，Java虛擬機器做的第一件事情就是在堆區中為一個新的Java3y例項分配記憶體, 然後呼叫建構函式初始化Java3y例項，這個Java3y例項持有著指向方法區的Java3y類的型別資訊（其中包含有方法表，java動態繫結的底層實現）的引用
5、當使用java3y.setName("Java3y");的時候，JVM根據java3y引用找到Java3y物件，然後根據Java3y物件持有的引用定位到方法區中Java3y類的型別資訊的方法表，獲得setName()函式的位元組碼的地址
6、為setName()函式建立棧幀，開始執行setName()函式

從微觀上其實還做了很多東西，正如上面所說的類載入過程（載入-->連線(驗證，準備，解析)-->初始化)，在類載入完之後jvm為其分配記憶體(分配記憶體中也做了非常多的事)。由於這些步驟並不是一步一步往下走，會有很多的“混沌bootstrap”的過程，所以很難描述清楚。

擴充套件閱讀(先有Class物件還是先有Object)：https://www.zhihu.com/question/30301819

參考資料：

http://www.cnblogs.com/qiumingcheng/p/5398610.html---Java程式編譯和執行的過程
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25713880---Java JVM 執行機制及基本原理

1.6簡單聊聊各種常量池

在寫這篇文章的時候，原本以為我對String s = "aaa";類似這些題目已經是不成問題了，直到我遇到了String.intern()這樣的方法與諸如String s1 = new String("1") + new String("2");混合一起用的時候

我發現，我還是太年輕了。

首先我是先閱讀了美團技術團隊的這篇文章：https://tech.meituan.com/in_depth_understanding_string_intern.html---深入解析String#intern

嗯，然後就懵逼了。我摘抄一下他的例子：


public static void main(String[] args) {
    String s = new String("1");
    s.intern();
    String s2 = "1";
    System.out.println(s == s2);

    String s3 = new String("1") + new String("1");
    s3.intern();
    String s4 = "11";
    System.out.println(s3 == s4);
}

列印結果是

jdk7,8下false true

調換一下位置後：


public static void main(String[] args) {

    String s = new String("1");
    String s2 = "1";
    s.intern();
    System.out.println(s == s2);

    String s3 = new String("1") + new String("1");
    String s4 = "11";
    s3.intern();
    System.out.println(s3 == s4);
}

列印結果為：

jdk7,8下false false

文章中有很詳細的解析，但我簡單閱讀了幾次以後還是很懵逼。所以我知道了自己的知識點還存在漏洞，後面閱讀了一下R大之前寫過的文章：

http://rednaxelafx.iteye.com/blog/774673#comments---請別再拿“String s = new String("xyz");建立了多少個String例項”來面試了吧

看完了之後，就更加懵逼了。

後來，在zhihu上看到了這個回答：

https://www.zhihu.com/question/55994121---Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是何時進入字串常量池的?

結合網上資料和自己的思考，下面整理一下對常量池的理解~~

1.6.1各個常量池的情況

針對於jdk1.7之後：

執行時常量池位於堆中
字串常量池位於堆中

常量池儲存的是：

字面量(Literal)：文字字串等---->用雙引號引起來的字串字面量都會進這裡面
符號引用(Symbolic References)
- 類和介面的全限定名(Full Qualified Name)
- 欄位的名稱和描述符(Descriptor)
- 方法的名稱和描述符

常量池（Constant Pool Table），用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類載入後進入方法區的執行時常量池中存放--->來源：深入理解Java虛擬機器 JVM高階特性與最佳實踐（第二版）

現在我們的執行時常量池只是換了一個位置(原本來方法區，現在在堆中),但可以明確的是：類載入後，常量池中的資料會在執行時常量池中存放！

別人總結的常量池：

它是Class檔案中的內容，還不是執行時的內容，不要理解它是個池子，其實就是Class檔案中的位元組碼指

HotSpot VM裡，記錄interned string的一個全域性表叫做StringTable，它本質上就是個HashSet<String>。注意它只儲存對java.lang.String例項的引用，而不儲存String物件的內容

字串常量池只儲存引用，不儲存內容！

再來看一下我們的intern方法：


 * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
 * string equal to this {@code String} object as determined by
 * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
 * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
 * pool and a reference to this {@code String} object is returned.

如果常量池中存在當前字串，那麼直接返回常量池中它的引用。
如果常量池中沒有此字串, 會將此字串引用儲存到常量池中後, 再直接返回該字串的引用！

1.6.2解析題目

本來打算寫註釋的方式來解釋的，但好像挺難說清楚的。我還是畫圖吧...


public static void main(String[] args) {

 
    String s = new String("1");

    s.intern();


    String s2 = "1";

    System.out.println(s == s2);// false
    System.out.println("-----------關注公眾號：Java3y-------------");
}

第一句：String s = new String("1");

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第二句：s.intern();發現字串常量池中已經存在"1"字串物件，直接返回字串常量池中對堆的引用(但沒有接收)-->此時s引用還是指向著堆中的物件

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第三句：String s2 = "1";發現字串常量池已經儲存了該物件的引用了，直接返回字串常量池對堆中字串的引用

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很容易看到，兩條引用是不一樣的！所以返回false。


    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("-----------關注公眾號：Java3y-------------");

        String s3 = new String("1") + new String("1");


        s3.intern();


        String s4 = "11";
        System.out.println(s3 == s4); // true
    }

第一句：String s3 = new String("1") + new String("1");注意：此時"11"物件並沒有在字串常量池中儲存引用。

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第二句：s3.intern();發現"11"物件並沒有在字串常量池中，於是將"11"物件在字串常量池中儲存當前字串的引用，並返回當前字串的引用(但沒有接收)

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第三句：String s4 = "11";發現字串常量池已經存在引用了，直接返回(拿到的也是與s3相同指向的引用)

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根據上述所說的：最後會返回true~~~

如果還是不太清楚的同學，可以試著接收一下intern()方法的返回值，再看看上述的圖，應該就可以理解了。

下面的就由各位來做做，看是不是掌握了：


    public static void main(String[] args) {

        String s = new String("1");
        String s2 = "1";
        s.intern();
        System.out.println(s == s2);//false

        String s3 = new String("1") + new String("1");
        String s4 = "11";
        s3.intern();
        System.out.println(s3 == s4);//false
    }

還有：


    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("he") + new String("llo");
        String s2 = new String("h") + new String("ello");
        String s3 = s1.intern();
        String s4 = s2.intern();
        System.out.println(s1 == s3);// true
        System.out.println(s1 == s4);// true
    }

1.7GC垃圾回收

可以說GC垃圾回收是JVM中一個非常重要的知識點，應該非常詳細去講解的。但在我學習的途中，我已經發現了有很好的文章去講解垃圾回收的了。

所以，這裡我只簡單介紹一下垃圾回收的東西，詳細的可以到下面的面試題中查閱和最後給出相關的資料閱
讀吧~

1.7.1JVM垃圾回收簡單介紹

在C++中，我們知道創建出的物件是需要手動去delete掉的。我們Java程式執行在JVM中，JVM可以幫我們“自動”回收不需要的物件，對我們來說是十分方便的。

雖然說“自動”回收了我們不需要的物件，但如果我們想變強，就要變禿..不對，就要去了解一下它究竟是怎麼幹的，理論的知識有哪些。

首先，JVM回收的是垃圾，垃圾就是我們程式中已經是不需要的了。垃圾收集器在對堆進行回收前，第一件事情就是要確定這些物件之中哪些還“存活”著，哪些已經“死去”。判斷哪些物件“死去”常用有兩種方式：

引用計數法-->這種難以解決物件之間的迴圈引用的問題
可達性分析演算法-->主流的JVM採用的是這種方式

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現在已經可以判斷哪些物件已經“死去”了，我們現在要對這些“死去”的物件進行回收，回收也有好幾種演算法：

標記-清除演算法
複製演算法
標記-整理演算法
分代收集演算法

(這些演算法詳情可看下面的面試題內容)~

無論是可達性分析演算法，還是垃圾回收演算法，JVM使用的都是準確式GC。JVM是使用一組稱為OopMap的資料結構，來儲存所有的物件引用(這樣就不用遍歷整個記憶體去查找了，空間換時間)。
並且不會將所有的指令都生成OopMap，只會在安全點上生成OopMap，在安全區域上開始GC。

在OopMap的協助下，HotSpot可以快速且準確地完成GC Roots列舉（可達性分析）。

上面所講的垃圾收集演算法只能算是方法論，落地實現的是垃圾收集器：

Serial收集器
ParNew收集器
Parallel Scavenge收集器
Serial Old收集器
Parallel Old收集器
CMS收集器
G1收集器

上面這些收集器大部分是可以互相組合使用的

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1.8JVM引數與調優

很多做過JavaWeb專案(ssh/ssm)這樣的同學可能都會遇到過OutOfMemory這樣的錯誤。一般解決起來也很方便，在啟動的時候加個引數就行了。

上面也說了很多關於JVM的東西--->JVM對記憶體的劃分啊，JVM各種的垃圾收集器啊。

記憶體的分配的大小啊，使用哪個收集器啊，這些都可以由我們根據需求，現實情況來指定的，這裡就不詳細說了，等真正用到的時候才回來填坑吧~~~~

參考資料：

http://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html---JVM系列三:JVM引數設定、分析

二、JVM面試題

拿些常見的JVM面試題來做做，加深一下理解和查缺補漏：

1、詳細jvm記憶體模型
2、講講什麼情況下回出現記憶體溢位，記憶體洩漏？
3、說說Java執行緒棧
4、JVM 年輕代到年老代的晉升過程的判斷條件是什麼呢？
5、JVM 出現 fullGC 很頻繁，怎麼去線上排查問題？
6、類載入為什麼要使用雙親委派模式，有沒有什麼場景是打破了這個模式？
7、類的例項化順序
8、JVM垃圾回收機制，何時觸發MinorGC等操作
9、JVM 中一次完整的 GC 流程（從 ygc 到 fgc）是怎樣的
10、各種回收器，各自優缺點，重點CMS、G1
11、各種回收演算法
12、OOM錯誤，stackoverflow錯誤，permgen space錯誤

題目來源：

https://www.jianshu.com/p/a07d1d4004b0

2.1詳細jvm記憶體模型

根據 JVM 規範，JVM 記憶體共分為虛擬機器棧、堆、方法區、程式計數器、本地方法棧五個部分。

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具體可能會聊聊jdk1.7以前的PermGen（永久代），替換成Metaspace（元空間）

原本永久代儲存的資料：符號引用(Symbols)轉移到了native heap；字面量(interned strings)轉移到了java heap；類的靜態變數(class statics)轉移到了java heap
Metaspace（元空間）儲存的是類的元資料資訊（metadata）
元空間的本質和永久代類似，都是對JVM規範中方法區的實現。不過元空間與永久代之間最大的區別在於：元空間並不在虛擬機器中，而是使用本地記憶體。
替換的好處：一、字串存在永久代中，容易出現效能問題和記憶體溢位。二、永久代會為 GC 帶來不必要的複雜度，並且回收效率偏低

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圖片來源：https://blog.csdn.net/tophawk/article/details/78704074

參考資料：

https://www.cnblogs.com/paddix/p/5309550.html

2.2講講什麼情況下回出現記憶體溢位，記憶體洩漏？

記憶體洩漏的原因很簡單：

物件是可達的(一直被引用)
但是物件不會被使用

常見的記憶體洩漏例子：


 public static void main(String[] args) {

        Set set = new HashSet();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Object object = new Object();
            set.add(object);

            // 設定為空，這物件我不再用了
            object = null;
        }

        // 但是set集合中還維護這obj的引用，gc不會回收object物件
        System.out.println(set);
    }

解決這個記憶體洩漏問題也很簡單，將set設定為null，那就可以避免上訴記憶體洩漏問題了。其他記憶體洩漏得一步一步分析了。

記憶體洩漏參考資料：

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-JavaMemoryLeak/

記憶體溢位的原因：

記憶體洩露導致堆疊記憶體不斷增大，從而引發記憶體溢位。
大量的jar，class檔案載入，裝載類的空間不夠，溢位
操作大量的物件導致堆記憶體空間已經用滿了，溢位
nio直接操作記憶體，記憶體過大導致溢位

解決：

檢視程式是否存在記憶體洩漏的問題
設定引數加大空間
程式碼中是否存在死迴圈或迴圈產生過多重複的物件實體、
檢視是否使用了nio直接操作記憶體。

參考資料：

2.3說說執行緒棧

這裡的執行緒棧應該指的是虛擬機器棧吧...

JVM規範讓每個Java執行緒擁有自己的獨立的JVM棧，也就是Java方法的呼叫棧。

當方法呼叫的時候，會生成一個棧幀。棧幀是儲存在虛擬機器棧中的，棧幀儲存了方法的區域性變量表、運算元棧、動態連線和方法返回地址等資訊

執行緒執行過程中，只有一個棧幀是處於活躍狀態，稱為“當前活躍棧幀”，當前活動棧幀始終是虛擬機器棧的棧頂元素。

通過jstack工具檢視執行緒狀態

參考資料：

2.4JVM 年輕代到年老代的晉升過程的判斷條件是什麼呢？

部分物件會在From和To區域中複製來複制去,如此交換15次(由JVM引數MaxTenuringThreshold決定,這個引數預設是15),最終如果還是存活,就存入到老年代。
如果物件的大小大於Eden的二分之一會直接分配在old，如果old也分配不下，會做一次majorGC，如果小於eden的一半但是沒有足夠的空間，就進行minorgc也就是新生代GC。
minor gc後，survivor仍然放不下，則放到老年代
動態年齡判斷，大於等於某個年齡的物件超過了survivor空間一半，大於等於某個年齡的物件直接進入老年代

2.5JVM 出現 fullGC 很頻繁，怎麼去線上排查問題

這題就依據full GC的觸發條件來做：

如果有perm gen的話(jdk1.8就沒了)，要給perm gen分配空間，但沒有足夠的空間時，會觸發full gc。
- 所以看看是不是perm gen區的值設定得太小了。
System.gc()方法的呼叫
- 這個一般沒人去呼叫吧~~~
當統計得到的Minor GC晉升到舊生代的平均大小大於老年代的剩餘空間，則會觸發full gc(這就可以從多個角度上看了)
- 是不是頻繁建立了大物件(也有可能eden區設定過小)(大物件直接分配在老年代中，導致老年代空間不足--->從而頻繁gc)
- 是不是老年代的空間設定過小了(Minor GC幾個物件就大於老年代的剩餘空間了)

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2.6類載入為什麼要使用雙親委派模式，有沒有什麼場景是打破了這個模式？

雙親委託模型的重要用途是為了解決類載入過程中的安全性問題。

假設有一個開發者自己編寫了一個名為java.lang.Object的類，想借此欺騙JVM。現在他要使用自定義ClassLoader來載入自己編寫的java.lang.Object類。
然而幸運的是，雙親委託模型不會讓他成功。因為JVM會優先在Bootstrap ClassLoader的路徑下找到java.lang.Object類，並載入它

Java的類載入是否一定遵循雙親委託模型？

在實際開發中，我們可以通過自定義ClassLoader，並重寫父類的loadClass方法，來打破這一機制。
SPI就是打破了雙親委託機制的(SPI：服務提供發現)。SPI資料：

參考資料：

https://blog.csdn.net/markzy/article/details/53192993

2.7類的例項化順序

1．父類靜態成員和靜態初始化塊，按在程式碼中出現的順序依次執行
2．子類靜態成員和靜態初始化塊，按在程式碼中出現的順序依次執行
3．父類例項成員和例項初始化塊，按在程式碼中出現的順序依次執行
4．父類構造方法
5．子類例項成員和例項初始化塊，按在程式碼中出現的順序依次執行
6．子類構造方法

檢驗一下是不是真懂了：


class Dervied extends Base {


    private String name = "Java3y";

    public Dervied() {
        tellName();
        printName();
    }

    public void tellName() {
        System.out.println("Dervied tell name: " + name);
    }

    public void printName() {
        System.out.println("Dervied print name: " + name);
    }

    public static void main(String[] args) {

        new Dervied();
    }
}

class Base {

    private String name = "公眾號";

    public Base() {
        tellName();
        printName();
    }

    public void tellName() {
        System.out.println("Base tell name: " + name);
    }

    public void printName() {
        System.out.println("Base print name: " + name);
    }
}

輸出資料：


Dervied tell name: null
Dervied print name: null
Dervied tell name: Java3y
Dervied print name: Java3y

第一次做錯的同學點個贊，加個關注不過分吧(hahaha

2.8JVM垃圾回收機制，何時觸發MinorGC等操作

當young gen中的eden區分配滿的時候觸發MinorGC(新生代的空間不夠放的時候).

2.9JVM 中一次完整的 GC 流程（從 ygc 到 fgc）是怎樣的

這題不是很明白意思(水平有限...如果知道這題的意思可在評論區留言呀~~)

因為按我的理解：執行fgc是不會執行ygc的呀~~

YGC和FGC是什麼

YGC ：對新生代堆進行gc。頻率比較高，因為大部分物件的存活壽命較短，在新生代裡被回收。效能耗費較小。
FGC ：全堆範圍的gc。預設堆空間使用到達80%(可調整)的時候會觸發fgc。以我們生產環境為例，一般比較少會觸發fgc，有時10天或一週左右會有一次。

什麼時候執行YGC和FGC

a.eden空間不足,執行 young gc
b.old空間不足，perm空間不足，呼叫方法System.gc() ，ygc時的悲觀策略, dump live的記憶體資訊時(jmap –dump:live)，都會執行full gc

2.10各種回收演算法

GC最基礎的演算法有三種：

標記 -清除演算法
複製演算法
標記-壓縮演算法
我們常用的垃圾回收器一般都採用分代收集演算法(其實就是組合上面的演算法，不同的區域使用不同的演算法)。

具體：

標記-清除演算法，“標記-清除”（Mark-Sweep）演算法，如它的名字一樣，演算法分為“標記”和“清除”兩個階段：首先標記出所有需要回收的物件，在標記完成後統一回收掉所有被標記的物件。
複製演算法，“複製”（Copying）的收集演算法，它將可用記憶體按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當這一塊的記憶體用完了，就將還存活著的物件複製到另外一塊上面，然後再把已使用過的記憶體空間一次清理掉。
標記-壓縮演算法，標記過程仍然與“標記-清除”演算法一樣，但後續步驟不是直接對可回收物件進行清理，而是讓所有存活的物件都向一端移動，然後直接清理掉端邊界以外的記憶體
分代收集演算法，“分代收集”（Generational Collection）演算法，把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據各個年代的特點採用最適當的收集演算法。

2.11各種回收器，各自優缺點，重點CMS、G1

圖來源於《深入理解Java虛擬機器：JVM高階特效與最佳實現》，圖中兩個收集器之間有連線，說明它們可以配合使用.

image

Serial收集器，序列收集器是最古老，最穩定以及效率高的收集器，但可能會產生較長的停頓，只使用一個執行緒去回收。
ParNew收集器，ParNew收集器其實就是Serial收集器的多執行緒版本。
Parallel收集器，Parallel Scavenge收集器類似ParNew收集器，Parallel收集器更關注系統的吞吐量。
Parallel Old收集器，Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多執行緒“標記－整理”演算法
CMS收集器，CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器。它需要消耗額外的CPU和記憶體資源，在CPU和記憶體資源緊張，CPU較少時，會加重系統負擔。CMS無法處理浮動垃圾。CMS的“標記-清除”演算法，會導致大量空間碎片的產生。
G1收集器，G1 (Garbage-First)是一款面向伺服器的垃圾收集器,主要針對配備多顆處理器及大容量記憶體的機器. 以極高概率滿足GC停頓時間要求的同時,還具備高吞吐量效能特徵。

2.12stackoverflow錯誤，permgen space錯誤

stackoverflow錯誤主要出現：

在虛擬機器棧中(執行緒請求的棧深度大於虛擬機器棧鎖允許的最大深度)

permgen space錯誤(針對jdk之前1.7版本)：

大量載入class檔案
常量池記憶體溢位

三、總結

總的來說，JVM在初級的層面上還是偏理論多，可能要做具體的東西才會有更深的體會。這篇主要是入個門吧~

這篇文章懶懶散散也算把JVM比較重要的知識點理了一遍了，後面打算學學，寫寫SpringCloud的東西。

學習JVM是如何從入門

前言

一、簡單聊聊JVM

1.1先來看看簡單的Java程式

1.2編譯過程

1.2.1編譯時期-語法糖

1.3JVM實現跨平臺

1.4class檔案和JVM的恩怨情仇

1.4.1類的載入時機

1.4.2如何將類載入到jvm

1.4.2類載入詳細過程

1.4.3JIT即時編輯器

1.4.4回到例子中

1.5類載入完以後JVM幹了什麼？

1.5.1JVM的記憶體模型

1.5.2例子中的流程

1.6簡單聊聊各種常量池

1.6.1各個常量池的情況

1.6.2解析題目

1.7GC垃圾回收

1.7.1JVM垃圾回收簡單介紹

1.8JVM引數與調優

二、JVM面試題

2.1詳細jvm記憶體模型

2.2講講什麼情況下回出現記憶體溢位，記憶體洩漏？

2.3說說執行緒棧

2.4JVM 年輕代到年老代的晉升過程的判斷條件是什麼呢？

2.5JVM 出現 fullGC 很頻繁，怎麼去線上排查問題

2.6類載入為什麼要使用雙親委派模式，有沒有什麼場景是打破了這個模式？

2.7類的例項化順序

2.8JVM垃圾回收機制，何時觸發MinorGC等操作

2.9JVM 中一次完整的 GC 流程（從 ygc 到 fgc）是怎樣的

2.10各種回收演算法

2.11各種回收器，各自優缺點，重點CMS、G1

2.12stackoverflow錯誤，permgen space錯誤

三、總結

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