第十九期八股文巴拉巴拉说（JVM篇）

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-10-07 21:30 15阅读 0赞

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Q：Java 堆的结构是什么样子的？什么是堆中的永久代（Perm Genspace）?

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JVM 的堆是运行时数据区，所有类的实例和数组都是在堆上分配内存。它在 JVM 启动的时候被创建。对象所占的堆内存是由自动内存管理系统也就是垃圾收集器回收。堆内存是由存活和死亡的对象组成的。存活的对象是应用可以访问的，不会被垃圾回收。死亡的对象是应用不可访问尚且还没有被垃圾收集器回收掉的对象。一直到垃圾收集器把这些 对象回收掉之前，他们会一直占据堆内存空间。

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Q：Java 中堆和栈有什么区别？

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1、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。

2、栈在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配，当在一段代码块定义一个变量时，Java 就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java 会自动释放掉为该变量分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作它用。

3、堆内存用来存放由 new 创建的对象和数组，在堆中分配的内存，由 Java 虚拟机的自动垃圾回收器来管理。在堆中产生了一个数组或者对象之后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中的这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或者对象，引用变量就相当于为数组或者对象起的一个名称。

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Q：JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么?

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1、方法区：

（1）有时候也成为永久代，在该区内很少发生垃圾回收，但是并不代表不发生GC，在这里进行的GC主要是对方法区里的常量池和对类的卸载。

（2）方法区主要用来存储已被虚拟机加载的类的信息、常量、静态变量和即时编译器编译后的代码等数据。

（3）该区域是被线程共享的。

（4）方法区里有一个运行时常量池，用于存放静态编译产生的字面量和符号引用。该常量池具有动态性，也就是说常量并不一定是编译时确定，运行时生成的常量也会存在这个常量池中。

2、虚拟机栈：

（1）虚拟机栈也就是我们平常所称的栈内存,它为java方法服务，每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操 作数栈、动态链接和方法出口等信息。

（2）虚拟机栈是线程私有的，它的生命周期与线程相同。

（3）局部变量表里存储的是基本数据类型、returnAddress类型（指向一条字节码指令的地址）和对象引用，这个对象引用有可能是指 向对象起始地址的一个指针，也有可能是代表对象的句柄或者与对象相关联的位置。局部变量所需的内存空间在编译器间确定。

（4）操作数栈的作用主要用来存储运算结果以及运算的操作数，它不同于局部变量表通过索引来访问，而是压栈和出栈的方式。

（5）每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态连接.动态链接就是将常量池中的符号引用在运行期转化为直接引用。

3、本地方法栈：本地方法栈和虚拟机栈类似，只不过本地方法栈为Native方法服务。

4、堆：Java堆是所有线程所共享的一块内存，在虚拟机启动时创建，几乎所有的对象实例都在这里创建，因此该区域经常发生垃圾回收操作 。

5、程序计数器：内存空间小，字节码解释器工作时通过改变这个计数值可以选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理和线程恢复等功能都需要依赖这个计数器完成。该内存区域是唯一一个java虚拟机规范没有规定任何OOM情况的区域。

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Q：JVM加载Class文件的原理机制？

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1、Java是动态性的解释型语言，类只有被加载到JVM后才能运行。当运行指定程序时，JVM会将编译生成的.class文件按照需求和一定的规则加载到内存中，并组织成为一个完整的Java应用程序。这个加载过程是由类加载器完成。具体来说是由ClassLoader和他的子类来实现的。类加载器本身也是一个类，其实质是把类文件从硬盘读取到内存当中。

2、类的加载分为隐式加载和显式加载，隐式加载是指程序在使用new等方式创建对象时，会隐式地调用类加载器把对应的类加载到JVM中。而显式加载则指的是直接调用class.forName（）方法来加载所需的类到JVM中。

3、任何一个工程项目都是由许多类组成的，程序启动时，只需要把需要的类加载到JVM中，其他类只有被使用到的时候才会被加载，采用这种方法一方面可以加快加载速度，另一方面可以节约程序运行时对内存的开销。此外，在Java语言中，每个类或接口都对应一个.class文件，这些文件可以被看成 一个个可以被动态加载的单元，因此当部分类被修改时，只需要重新编译变化的类即可，而不需要重新编译所有文件，因此加快了编译速度。

4、类加载的步骤总结：

（1）装载：根据查找路径找到相应的class文件，然后导入。

（2）链接：在链接时，会检查待加载的classw文件的正确性，并给类中的静态变量分配存储空间，最后进行解析，将符号引用转换为直接引用。

（3）初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

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Q：简述Java垃圾回收机制？

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在Java中，程序员不需要显示得去释放一个对象的内存的，而是通过虚拟机自动执行。在JVM中，有一个垃圾回收线程，它是低优先级的，在正常情况下是不会执行的，只有在虚拟机空闲或者当前的堆内存不足时，才会触发执行，扫描那些没有被任何引用的对象，并将它们添加到要回收的集合中，进行回收。

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