2020面試阿里位元組跳動90%被問到的JVM面試題附答案

這篇文章主要介紹了2020面試阿里位元組跳動90%被問到的JVM面試題附答案，小編在網上看到覺得挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧！

前言：

最近老是收到小夥伴的私信問我能不能幫忙整理出一份JVM相關的面試題出來，說自己在大廠去面試的時候這一塊問的是特別多的，每次自己學的時候每次都學不到重點去。這不他來了，一份詳細的JVM面試真題給大家整理在下方了!

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一、什麼情況下會發生棧記憶體溢位？

1、棧是執行緒私有的，棧的生命週期和執行緒一樣，每個方法在執行的時候就會建立一個棧幀，它包含區域性變數表、運算元棧、動態連結、方法出口等資訊，區域性變數表又包括基本資料型別和物件的參照；
2、當執行緒請求的棧深度超過了虛擬機器器允許的最大深度時，會丟擲StackOverFlowError異常，方法遞迴呼叫肯可能會出現該問題；

3、調整引數-xss去調整jvm棧的大小

二、詳解JVM記憶體模型？

jvm將虛擬機器器分為5大區域，程式計數器、虛擬機器器棧、本地方法棧、java堆、方法區；

• 程式計數器：執行緒私有的，是一塊很小的記憶體空間，作為當前執行緒的行號指示器，用於記錄當前虛擬機器器正在執行的執行緒指令地址；
• 虛擬機器器棧：執行緒私有的，每個方法執行的時候都會建立一個棧幀，用於儲存區域性變數表、運算元、動態連結和方法返回等資訊，當執行緒請求的棧深度超過了虛擬機器器允許的最大深度時，就會丟擲StackOverFlowError；
• 本地方法棧：執行緒私有的，儲存的是native方法的資訊，當一個jvm建立的執行緒呼叫native方法後，jvm不會在虛擬機器器棧中為該執行緒建立棧幀，而是簡單的動態連結並直接呼叫該方法；
• 堆：java堆是所有執行緒共用的一塊記憶體，幾乎所有物件的範例和陣列都要在堆上分配記憶體，因此該區域經常發生垃圾回收的操作；
• 方法區：存放已被載入的類資訊、常數、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼資料。即永久代，在jdk1.8中不存在方法區了，被後設資料區替代了，原方法區被分成兩部分；1：載入的類資訊，2：執行時常數池；載入的類資訊被儲存在後設資料區中，執行時常數池儲存在堆中；

三、JVM中一次完整的GC是什麼樣子的？物件如何晉升到老年代？

java堆 = 新生代+老年代；新生代 = Eden + Suivivor（S0 + S1），預設分配比例是8:1:1;當Eden區空間滿了的時候，就會觸發一次Minor GC，以收集新生代的垃圾，存活下來的物件會被分配到Survivor區大物件（需要大量連續記憶體空間的物件）會直接被分配到老年代如果物件在Eden中出生，並且在經歷過一次Minor GC之後仍然存活，被分配到存活區的話，年齡+1，此後每經歷過一次Minor GC並且存活下來，年齡就+1，當年齡達到15的時候，會被晉升到老年代；當老年代滿了，而無法容納更多物件的話，會觸發一次full gc；full gc儲存的是整個記憶體堆（包括年輕代和老年代）；；Major GC是發生在老年代的GC，清理老年區，經常會伴隨至少一次minor gc；

四、Java中的垃圾回收演演算法？

java中有四種垃圾回收演演算法，分別是標記清除法、標記整理法、複製演演算法、分代收集演演算法；

• 標記清除法：第一步：利用可達性去遍歷記憶體，把存活物件和垃圾物件進行標記；第二步：在遍歷一遍，將所有標記的物件回收掉；特點：效率不行，標記和清除的效率都不高；標記和清除後會產生大量的不連續的空間分片，可能會導致之後程式執行的時候需分配大物件而找不到連續分片而不得不觸發一次GC；
• 標記整理法：第一步：利用可達性去遍歷記憶體，把存活物件和垃圾物件進行標記；第二步：將所有的存活的物件向一段移動，將端邊界以外的物件都回收掉；特點：適用於存活物件多，垃圾少的情況；需要整理的過程，無空間碎片產生；
• 複製演演算法：將記憶體按照容量大小分為大小相等的兩塊，每次只使用一塊，當一塊使用完了，就將還存活的物件移到另一塊上，然後在把使用過的記憶體空間移除；特點：不會產生空間碎片；記憶體使用率極低；
• 分代收集演演算法：根據記憶體物件的存活週期不同，將記憶體劃分成幾塊，java虛擬機器器一般將記憶體分成新生代和老生代，在新生代中，有大量物件死去和少量物件存活，所以採用複製演演算法，只需要付出少量存活物件的複製成本就可以完成收集；老年代中因為物件的存活率極高，沒有額外的空間對他進行分配擔保，所以採用標記清理或者標記整理演演算法進行回收；

五、如何判斷一個物件是否存活？

判斷一個物件是否存活，分為兩種演演算法1：參照計數法；2：可達性分析演演算法；

參照計數法：給每一個物件設定一個參照計數器，當有一個地方參照該物件的時候，參照計數器就+1，參照失效時，參照計數器就-1；當參照計數器為0的時候，就說明這個物件沒有被參照，也就是垃圾物件，等待回收；缺點：無法解決迴圈參照的問題，當A參照B，B也參照A的時候，此時AB物件的參照都不為0，此時也就無法垃圾回收，所以一般主流虛擬機器器都不採用這個方法；

可達性分析法從一個被稱為GC Roots的物件向下搜尋，如果一個物件到GC Roots沒有任何參照鏈相連線時，說明此物件不可用，在java中可以作為GC Roots的物件有以下幾種：

虛擬機器器棧中參照的物件方法區類靜態屬性參照的變數方法區常數池參照的物件本地方法棧JNI參照的物件但一個物件滿足上述條件的時候，不會馬上被回收，還需要進行兩次標記；第一次標記：判斷當前物件是否有finalize()方法並且該方法沒有被執行過，若不存在則標記為垃圾物件，等待回收；若有的話，則進行第二次標記；第二次標記將當前物件放入F-Queue佇列，並生成一個finalize執行緒去執行該方法，虛擬機器器不保證該方法一定會被執行，這是因為如果執行緒執行緩慢或進入了死鎖，會導致回收系統的崩潰；如果執行了finalize方法之後仍然沒有與GC Roots有直接或者間接的參照，則該物件會被回收；

六、有哪幾種垃圾回收器，有哪些優缺點？cms和g1的區別？

垃圾回收器主要分為以下幾種：Serial、ParNew、Parallel Scavenge、Serial Old、Parallel Old、CMS、G1；

• Serial:單執行緒的收集器，收集垃圾時，必須stop the world，使用複製演演算法。
• ParNew:Serial收集器的多執行緒版本，也需要stop the world，複製演演算法.
• ParallelScavenge:新生代收集器，複製演演算法的收集器，並行的多執行緒收集器，目標是達到一個可控的吞吐量，和ParNew的最大區別是GC自動調節策略；虛擬機器器會根據系統的執行狀態收集效能監控資訊，動態設定這些引數，以提供最優停頓時間和最高的吞吐量；
• Serial Old：Serial收集器的老年代版本，單執行緒收集器，使用標記整理演演算法。
• Parallel Old：是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多執行緒，標記-整理演演算法。
• CMS:是一種以獲得最短回收停頓時間為目標的收集器，標記清除演演算法，運作過程：初始標記，並行標記，重新標記，並行清除，收集結束會產生大量空間碎片；
• G1:標記整理演演算法實現，運作流程主要包括以下：初始標記，並行標記，最終標記，篩選回收。不會產生空間碎片，可以精確地控制停頓；G1將整個堆分為大小相等的多個Region（區域），G1跟蹤每個區域的垃圾大小，在後臺維護一個優先順序列表，每次根據允許的收集時間，優先回收價值最大的區域，已達到在有限時間內獲取儘可能高的回收效率；

七、什麼是類載入？

虛擬機器器把描述類的資料載入到記憶體裡面，並對資料進行校驗、解析和初始化，最終變成可以被虛擬機器器直接使用的class物件；

八、類載入的過程？

主要分為以下幾個過程：載入、驗證、準備、解析、初始化；載入：載入分為三步：

1、通過類的全限定性類名獲取該類的二進位制流；

2、將該二進位制流的靜態儲存結構轉為方法區的執行時資料結構；

3、在堆中為該類生成一個class物件；

驗證：驗證該class檔案中的位元組流資訊複合虛擬機器器的要求，不會威脅到jvm的安全；

準備：為class物件的靜態變數分配記憶體，初始化其初始值；

解析：該階段主要完成符號參照轉化成直接參照；

初始化：到了初始化階段，才開始執行類中定義的java程式碼；初始化階段是呼叫類構造器的過程；

九、什麼是類載入器，常見的類載入器有哪些？

類載入器是指：通過一個類的全限定性類名獲取該類的二進位制位元組流叫做類載入器；類載入器分為以下四種：啟動類載入器：用來載入java核心類庫，無法被java程式直接參照；

擴充套件類載入器：用來載入java的擴充套件庫，java的虛擬機器器實現會提供一個擴充套件庫目錄，該類載入器在擴充套件庫目錄裡面查詢並載入java類；

系統類載入器：它根據java的類路徑來載入類，一般來說，java應用的類都是通過它來載入的；

自定義類載入器：由java語言實現，繼承自ClassLoader；

十、什麼是雙親委派模型？

當一個類載入器收到一個類載入的請求，他首先不會嘗試自己去載入，而是將這個請求委派給父類別載入器去載入，只有父類別載入器在自己的搜尋範圍類查詢不到給類時，子載入器才會嘗試自己去載入該類；

十一、為什麼需要雙親委派模型？

為了防止記憶體中出現多個相同的位元組碼；因為如果沒有雙親委派的話，使用者就可以自己定義一個java.lang.String類，那麼就無法保證類的唯一性；

十二、怎麼打破雙親委派模型？

自定義類載入器，繼承ClassLoader類，重寫loadClass方法和findClass方法；

十三、強參照、軟應用、弱參照、虛參照的區別？

強參照：強參照是我們使用最廣泛的參照，如果一個物件具有強參照，那麼垃圾回收期絕對不會回收它，當記憶體空間不足時，垃圾回收器寧願丟擲OutOfMemoryError，也不會回收具有強參照的物件；我們可以通過顯示的將強參照物件置為null，讓gc認為該物件不存在參照，從而來回收它；

軟參照：軟應用是用來描述一些有用但不是必須的物件，在java中用SoftReference來表示，當一個物件只有軟應用時，只有當記憶體不足時，才會回收它；軟參照可以和參照佇列聯合使用，如果軟參照所參照的物件被垃圾回收器所回收了，虛擬機器器會把這個軟參照加入到與之對應的參照佇列中；

弱參照：弱參照是用來描述一些可有可無的物件，在java中用WeakReference來表示，在垃圾回收時，一旦發現一個物件只具有軟參照的時候，無論當前記憶體空間是否充足，都會回收掉該物件；弱參照可以和參照佇列聯合使用，如果弱參照所參照的物件被垃圾回收了，虛擬機器器會將該物件的參照加入到與之關聯的參照佇列中；

虛參照：虛參照就是一種可有可無的參照，無法用來表示物件的生命週期，任何時候都可能被回收，虛參照主要使用來跟蹤物件被垃圾回收的活動，虛參照和軟參照與弱參照的區別在於：虛參照必須和參照佇列聯合使用；在進行垃圾回收的時候，如果發現一個物件只有虛參照，那麼就會將這個物件的參照加入到與之關聯的參照佇列中，程式可以通過發現一個參照佇列中是否已經加入了虛參照，來了解被參照的物件是否需要被進行垃圾回收；

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