大厂通用的Java jvm面试题

Jvm既可以操作系统平台相关信息又可以做到屏蔽作用，这就可以让Java程序只需要在Java虚拟机上实现在不同的平台上运行，所以我们在面试相关岗位的时候，Java Jvm方面的面试题会被频繁的问到，所以，正准备面试的同学，Java Jvm的面试题最好了解一些。

1.运行时数据区是什么

虚拟机在执行程序过程中，将虚拟机内部的内存区域划分成不同的数据区域。每个数据区都具有自己的生命周期和功能作用。

对于这一部分区域，我们可以根据线程的私有和线程共享来进行分类。

从线程独占角度 来看主要又 ;pc程序计数器 ，java虚拟机栈 ，本地方法栈

而线程共享来看则主要是的：堆和方法区。

2.堆的作用是什么

答题整体思路：点名堆内存的主要作用，之后深入至堆内存中年轻代、老年代的整体的布局情况。可以顺带提及minorgc和Full gc发生的时机。

如果时间充裕的话还可以扩展衍生至对象创建，对象分配的话题。一个小小的堆内存可以回答和扩展的点真的很多。

关于JVM中的堆内存，其主要功能就是用于存放java中的对象实例信息，同时在java虚拟机规范中也明确指出，对象信息和数组信息的创建应该带都分配在堆内存之中。

当我们知道了堆的主要作用后，接下来我们可以看看jvm的基本内存布局，整体来看在jvm的堆内存中，其主要主要存储区域分为年轻代和老年代。如果使用的版本是jdk8之前的版本则还有永久代的概念，而到了jdk8之后永久代则被元空间所取代。

对于我们的堆内存的年轻代来看，其内部又划分为两个survior区和一个eden区。这样设计的目的也主要是为了能更好的进行垃圾回收。我们都知道java中的对象通常朝生夕死，大部分对象的存活生命周期还是很短的，为了降低垃圾回收的频率，提升jvm的整体性能。所以设定两个survior区来进行垃圾的回收和处理。

如果细致来看，此时我们对于survior为什么设定两个?讨论这个问题的前提在于我们假定垃圾回收采用的算法是复制算法。

对于复制算法其主要过程如下：

1)Eden 区活着的对象 + From Survivor 存储的对象被复制到 To Survivor ;

2) 清空 Eden 和 From Survivor ;

3) 颠倒 From Survivor 和 To Survivor 的逻辑关系： From 变 To ， To 变 From 。

说清楚复制算法之后，我们在开始讨论为什么设定surivor内存区域为两个。

这个问题我们来看0个，如果不设定survior区域，那么eden区满了之后就需要触发gc，此时幸存对象保存至老年代，这样老年代很快就会被填满，加剧了full gc所带来的性能损耗。

如果设定一个，我们都知道对于年轻代区而言，Eden区和suriovr区域的大小比为8：1，我们假设内存为9M则，eden占据8M，surivior占据1M，此时如果幸存区内容为0.5M则此时我们，此时surivior很快被填满，同时如果surivior作为对象分配内存的起点，此时又是会很快被填满。

在只有一个 Survivor 的情况下，无论 Eden 和 Survivor 的比例怎么设置，总体上看在新生代空间满一半的时候就会触发一次 Minor gc 。那有没有提升的空间呢?比如说永远在新生代空间满 80% 的时候才触发 Minor gc ?

此时就引出设计两个serviceor空间( From Survivor 和 To Survivor )的设计思路。此时把 Eden : From Survivor : To Survivor 空间大小设成 8 : 1 : 1 。

对象总是在 Eden 区出生， From Survivor 保存当前的幸存对象， To Survivor 为空。这样仅当eden区满之后才会触发minorgc，垃圾回收的频率被进一步降低，性能的影响也得以平衡。

3.方法区的作用是什么?

方法区用于存储被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

JDK8 之前使用永久代实现方法区，容易内存溢出，因为永久代有 上限，即使不设置也有默认大小。JDK7 把放在永久代的字符串常量池、静态变量等移出，JDK8 中永久代完全废弃，改用在本地内存中实现的元空间代替，把 JDK 7 中永久代剩余内容(主要是类型信息)全部移到元空间。

虚拟机规范对方法区的约束宽松，除和堆一样不需要连续内存和可选择固定大小/可扩展外，还可以不实现垃圾回收。垃圾回收在方法区出现较少，主要目标针对常量池和类型卸载。如果方法区无法满足新的内存分配需求，将抛出 OutOfMemoryError

4.运行时常量池作用以及其同类文件中常量池的区别

运行时常量池是方法区的一部分，Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表，用于存放编译器生成的各种字面量与符号引用，这部分内容在类加载后存放到运行时常量池。一般除了保存 Class 文件中描述的符号引用外，还会把符号引用翻译的直接引用也存储在运行时常量池。

运行时常量池相对于 Class 文件常量池的一个重要特征是动态性，Java 不要求常量只有编译期才能产生，运行期间也可以将新的常量放入池中，这种特性利用较多的是 String 的 方法。

运行时常量池是方法区的一部分，受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError。

对于class 文件中的常量池，我们将 java 代码通过 javac 编译为 class 文件，接下来再运行 java 程序的时候就完全不需要 java 文件了，只需要 class 文件即可。而 class 文件是保存在本地磁盘上的文件，里面全是0101的字节码，或者说是字符串，那各个字符串之间如何产生联系呢?那就是通过常量池。

对于class常量池而言其在编译的时候每个class都有的，在编译阶段，主要存放的是常量的符号引用。

而运行时常量池是在类加载完成之后，将每个class常量池中的符号引用值转存到运行时常量池中。两者产生时机并不相同，同时类常量池时静态的，而运行时常量池时动态的。

5.jvm中垃圾收集器有那些

一：Serial 收集器

Serial收集器是最基本的、发展历史最悠久的收集器。

特点：单线程、简单高效，对于限定单个CPU的环境来说，Serial收集器由于没有线程交互的开销，专心做垃圾收集自然可以获得最高的单线程手机效率。收集器进行垃圾回收时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它结束(Stop The World)。

二：ParNew收集器

ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。

除了使用多线程外其余行为均和Serial收集器一模一样(参数控制、收集算法、Stop The World、对象分配规则、回收策略等)。

特点：多线程、ParNew收集器默认开启的收集线程数与CPU的数量相同，在CPU非常多的环境中，可以使用-XX:ParallelgcThreads参数来限制垃圾收集的线程数。

三：Serial Old 收集器

Serial Old是Serial收集器的老年代版本。

特点：同样是单线程收集器，但是面向老老年代的垃圾收集。采用标记-整理算法。

四：Parallel Old 收集器

概述：是Parallel Scavenge收集器的老年代版本。

特点：多线程，采用标记-整理算法。

五：CMS收集器

全称(Concurrent Mark Sweep)一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。

特点：基于标记-清除算法实现。并发收集、低停顿。

应用场景：适用于注重服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，给用户带来更好的体验等场景下。如web程序、b/s服务。

因为采用标记-清除算法所以会存在空间碎片的问题，导致大对象无法分配空间，不得不提前触发一次Full gc。

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