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前言
Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键，所以在面试Java岗的时候JVM几乎是必问的，所以今天我总结了24道JVM相对来说有代表性的面试题，希望对你有所帮助。
之前发过其他关于面试题的文章，然后有粉丝留言建议不要一开始就直接把答案贴出来，所以这篇文章我就先把题目放出来，答不出来的题可以翻一下放在后面的答案。
那话不多说，我们开始正题。
JVM底层面试题
说一下JVM的主要组成部分？及其作用？说一下JVM运行时数据区？队列和栈是什么？有什么区别？什么是双亲委派模型？说一下类装载的执行过程？怎么判断对象是否可以被回收？Java中都有哪些引用类型？说一下JVM有哪些垃圾回收算法？说一下JVM有哪些垃圾回收器？详细介绍一下CMS垃圾回收器？新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？简述分代垃圾回收器是怎么工作的？说一下JVM调优的工具？常用的JVM调优的参数都有哪些？怎么获取Java程序使用的内存？堆使用的百分比？Java中堆和栈有什么区别？你能保证GC执行吗？JVM底层与GC（GarbageCollection）的面试题
64位JVM中，int的长度是多数？Serial与ParallelGC之间的不同之处？32位和64位的JVM，int类型变量的长度是多数？Java中WeakReference与SoftReference的区别？WeakHashMap是怎么工作的？JVM选项-XX:+UseCompressedOops有什么作用？为什么要使用？怎样通过Java程序来判断JVM是32位还是64位？32位JVM和64位JVM的最大堆内存分别是多数？JRE、JDK、JVM及JIT之间有什么不同？
JVM底层面试题答案
１、说一下JVM的主要组成部分？及其作用？
classloader类加载器：加载类文件到内存。Classloader只管加载，只要符合文件结构就加载，至于能否运行，它不负责，那是有ExectutionEngine负责的。
exectionengine：执行引擎也叫解释器，负责解释命令，交由操作系统执行。
nativeinterface：本地接口。本地接口的作用是融合不同的语言为java所用。
Runtimedataarea运行数据区：运行数据区是jvm的重点，我们所有所写的程序都被加载到这里，之后才开始运行。
stack：栈也叫栈内存，是java程序的运行区，是在线程创建时创建，它的生命周期跟随线程的生命周期，线程结束栈内存释放；对于栈来说不存在垃圾回收的问题，只要线程一结束，该栈就结束。栈中的数据以栈帧的格式存在，栈帧是一个内存区块，是一个数据集，是一个有关方法和运行期数据的集合，当一个方法A被调用时就产生了一个栈帧F1，并被压入到栈中，A方法又调用了B方法，于是产生栈帧F2也被压入栈，执行完毕后，先弹出F2栈帧，再弹出F1栈帧，遵循“先进后出”原则。
堆内存：一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。类的加载器读取了类文件之后，需要把类、方法、常变量放到堆内存中，以方便执行器执行，堆内存分三部分：永久存储（用于存放jdk自身携带的class,interface的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装载至此区域的数据是不会被垃圾回收掉的，只有关闭jvm释放此区域所占用的内存）区、新生区、老年代
methodarea方法区：方法去是被所有线程共享，该区域保存的所有字段和字节方法码以及一些特殊方法如构造函数，接口代码也在此定义。
PCRegister程序计数器：每个线程都有一个程序计数器，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码，由执行引擎读取下一条指令
2、说一下JVM运行时数据区？
不同虚拟机的运行时数据区可能略微有所不同，但都会遵从Java虚拟机规范，Java虚拟机规范规定的区域分为以下5个部分：
程序计数器（ProgramCounterRegister）：当前线程所执行的字节码的行号指示器，字节码解析器的工作是通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能，都需要依赖这个计数器来完成；
Java虚拟机栈（JavaVirtualMachineStacks）：用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息；
本地方法栈（NativeMethodStack）：与虚拟机栈的作用是一样的，只不过虚拟机栈是服务Java方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用Native方法服务的；
Java堆（JavaHeap）：Java虚拟机中内存最大的一块，是被所有线程共享的，几乎所有的对象实例都在这里分配内存；
方法区（MethedArea）：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。
３、队列和栈是什么？有什么区别？
队列和栈都是被用来预存储数据的。队列允许先进先出检索元素，但也有例外的情况，Deque接口允许从两端检索元素。栈和队列很相似，但它运行对元素进行后进先出进行检索。４、什么是双亲委派模型？
在介绍双亲委派模型之前先说下类加载器。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在JVM中的唯一性，每一个类加载器，都有一个独立的类名称空间。类加载器就是根据指定全限定名称将class文件加载到JVM内存，然后再转化为class对象。
类加载器分类：
启动类加载器（BootstrapClassLoader），是虚拟机自身的一部分，用来加载Java_HOME/lib/目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中并且被虚拟机识别的类库；其他类加载器：扩展类加载器（ExtensionClassLoader）：负责加载\lib\ext目录或Java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库；应用程序类加载器（ApplicationClassLoader）。负责加载用户类路径（classpath）上的指定类库，我们可以直接使用这个类加载器。一般情况，如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。双亲委派模型：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载无法完成加载请求（它的搜索范围中没找到所需的类）时，子加载器才会尝试去加载类。
５、说一下类装载的执行过程？
类装载分为以下5个步骤：
加载：根据查找路径找到相应的class文件然后导入；检查：检查加载的class文件的正确性；准备：给类中的静态变量分配内存空间；解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程。符号引用就理解为一个标示，而在直接引用直接指向内存中的地址；初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作。６、怎么判断对象是否可以被回收？
一般有两种方法来判断：
引用计数器：为每个对象创建一个引用计数，有对象引用时计数器+1，引用被释放时计数-1，当计数器为0时就可以被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；可达性分析：从GCRoots开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GCRoots没有任何引用链相连时，则证明此对象是可以被回收的。７、Java中都有哪些引用类型？
强引用：发生gc的时候不会被回收。软引用：有用但不是必须的对象，在发生内存溢出之前会被回收。弱引用：有用但不是必须的对象，在下一次GC时会被回收。虚引用（幽灵引用/幻影引用）：无法通过虚引用获得对象，用PhantomReference实现虚引用，虚引用的用途是在gc时返回一个通知。８、说一下JVM有哪些垃圾回收算法？
标记-清除算法：标记无用对象，然后进行清除回收。缺点：效率不高，无法清除垃圾碎片。标记-整理算法：标记无用对象，让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清除掉端边界以外的内存。复制算法：按照容量划分二个大小相等的内存区域，当一块用完的时候将活着的对象复制到另一块上，然后再把已使用的内存空间一次清理掉。缺点：内存使用率不高，只有原来的一半。分代算法：根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是新生代和老年代，新生代基本采用复制算法，老年代采用标记整理算法。９、说一下JVM有哪些垃圾回收器？
Serial：最早的单线程串行垃圾回收器。SerialOld：Serial垃圾回收器的老年版本，同样也是单线程的，可以作为CMS垃圾回收器的备选预案。ParNew：是Serial的多线程版本。Parallel和ParNew收集器类似是多线程的，但Parallel是吞吐量优先的收集器，可以牺牲等待时间换取系统的吞吐量。ParallelOld是Parallel老生代版本，Parallel使用的是复制的内存回收算法，ParallelOld使用的是标记-整理的内存回收算法。CMS：一种以获得最短停顿时间为目标的收集器，非常适用B/S系统。G1：一种兼顾吞吐量和停顿时间的GC实现，是JDK9以后的默认GC选项。10、详细介绍一下CMS垃圾回收器？
CMS是英文ConcurrentMark-Sweep的简称，是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。在启动JVM的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用CMS垃圾回收器。CMS使用的是标记-清除的算法实现的，所以在gc的时候会产生大量的内存碎片，当剩余内存不能满足程序运行要求时，系统将会出现ConcurrentModeFailure，临时CMS会采用SerialOld回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被降低。
11、新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？
新生代回收器：Serial、ParNew、ParallelScavenge老年代回收器：SerialOld、ParallelOld、CMS整堆回收器：G1新生代垃圾回收器一般采用的是复制算法，复制算法的优点是效率高，缺点是内存利用率低；老年代回收器一般采用的是标记-整理的算法进行垃圾回收。
12、简述分代垃圾回收器是怎么工作的？
分代回收器有两个分区：老生代和新生代，新生代默认的空间占比总空间的1/3，老生代的默认占比是2/3。
新生代使用的是复制算法，新生代里有3个分区：Eden、ToSurvivor、FromSurvivor，它们的默认占比是8:1:1，它的执行流程如下：
把Eden+FromSurvivor存活的对象放入ToSurvivor区；清空Eden和FromSurvivor分区；FromSurvivor和ToSurvivor分区交换，FromSurvivor变ToSurvivor，ToSurvivor变FromSurvivor。每次在FromSurvivor到ToSurvivor移动时都存活的对象，年龄就+1，当年龄到达15（默认配置是15）时，升级为老生代。大对象也会直接进入老生代。
老生代当空间占用到达某个值之后就会触发全局垃圾收回，一般使用标记整理的执行算法。以上这些循环往复就构成了整个分代垃圾回收的整体执行流程。
13、说一下JVM调优的工具？
JDK自带了很多监控工具，都位于JDK的bin目录下，其中最常用的是jconsole和jvisualvm这两款视图监控工具。
jconsole：用于对JVM中的内存、线程和类等进行监控；jvisualvm：JDK自带的全能分析工具，可以分析：内存快照、线程快照、程序死锁、监控内存的变化、gc变化等。14、常用的JVM调优的参数都有哪些？
XX比X的稳定性更差，并且版本更新不会进行通知和说明。
-Xmss为strating，表示堆内存起始大小
-Xmxx为max，表示最大的堆内存
（一般来说-Xms和-Xmx的设置为相同大小，因为当heap自动扩容时，会发生内存抖动，影响程序的稳定性）
-Xmnn为new，表示新生代大小
（-Xss：规定了每个线程虚拟机栈（堆栈）的大小）
-XX:SurvivorRator=8表示堆内存中新生代、老年代和永久代的比为8:1:1
-XX:PretenureSizeThreshold=表示当创建（new）的对象大于3M的时候直接进入老年代
-XX:MaxTenuringThreshold=15表示当对象的存活的年龄（minorgc一次加1）大于多少时，进入老年代
-XX:-DisableExplicirGC表示是否（+表示是，-表示否）打开GC日志
15、你能保证GC执行吗？
不能，虽然你可以调用System.gc()或者Runtime.gc()，但是没有办法保证GC的执行。
16、怎么获取Java程序使用的内存？堆使用的百分比？
可以通过java.lang.Runtime类中与内存相关方法来获取剩余的内存，总内存及最大堆内存。
通过这些方法你也可以获取到堆使用的百分比及堆内存的剩余空间。Runtime.freeMemory()方法返回剩余空间的字节数，Runtime.totalMemory()方法总内存的字节数，Runtime.maxMemory()返回最大内存的字节数。
17、Java中堆和栈有什么区别？
JVM中堆和栈属于不同的内存区域，使用目的也不同。栈常用于保存方法帧和局部变量，而对象总是在堆上分配。
栈通常都比堆小，也不会在多个线程之间共享，而堆被整个JVM的所有线程共享。
JVM底层与GC（GarbageCollection）的面试题答案
１、64位JVM中，int的长度是多数？
Java中，int类型变量的长度是一个固定值，与平台无关，都是32位。意思就是说，在32位和64位的Java虚拟机中，int类型的长度是相同的。
２、Serial与ParallelGC之间的不同之处？
Serial与Parallel在GC执行的时候都会引起stop-the-world。
它们之间主要不同serial收集器是默认的复制收集器，执行GC的时候只有一个线程，而parallel收集器使用多个GC线程来执行。
３、32位和64位的JVM，int类型变量的长度是多数？
32位和64位的JVM中，int类型变量的长度是相同的，都是32位或者4个字节。
4、Java中WeakReference与SoftReference的区别？
虽然WeakReference与SoftReference都有利于提高GC和内存的效率，但是WeakReference，一旦失去最后一个强引用，就会被GC回收，而软引用虽然不能阻止被回收，但是可以延迟到JVM内存不足的时候。
５、WeakHashMap是怎么工作的？
WeakHashMap的工作与正常的HashMap类似，但是使用弱引用作为key，意思就是当key对象没有任何引用时，key/value将会被回收。
６、JVM选项-XX:+UseCompressedOops有什么作用？为什么要使用？
当你将你的应用从32位的JVM迁移到64位的JVM时，由于对象的指针从32位增加到了64位，因此堆内存会突然增加，差不多要翻倍。
这也会对CPU缓存（容量比内存小很多）的数据产生不利的影响。因为，迁移到64位的JVM主要动机在于可以指定最大堆大小，通过压缩OOP可以节省一定的内存。通过-XX:+UseCompressedOops选项，JVM会使用32位的OOP，而不是64位的OOP。
7、怎样通过Java程序来判断JVM是32位还是64位？
你可以检查某些系统属性如sun.arch.data.model或os.arch来获取该信息。
８、32位JVM和64位JVM的最大堆内存分别是多数？
理论上说上32位的JVM堆内存可以到达2^32，即4GB，但实际上会比这个小很多。不同操作系统之间不同，如Windows系统大约1.5GB，Solaris大约3GB。
64位JVM允许指定最大的堆内存，理论上可以达到2^64，这是一个非常大的数字，实际上你可以指定堆内存大小到GB。甚至有的JVM，如Azul，堆内存到0G都是可能的。
9、JRE、JDK、JVM及JIT之间有什么不同？
JRE代表Java运行时（Javarun-time），是运行Java引用所必须的。JDK代表Java开发工具（Javadevelopmentkit），是Java程序的开发工具，如Java编译器，它也包含JRE。JVM代表Java虚拟机（Javavirtualmachine），它的责任是运行Java应用。
JIT代表即时编译（JustInTime
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