柚子快報(bào)激活碼778899分享：JVM?？及斯煽偨Y(jié)

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JVM是可運(yùn)行Java代碼的假想計(jì)算機(jī) ，包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個(gè)棧、 一個(gè)垃圾回收，堆 和 一個(gè)存儲(chǔ)方法域。JVM是運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的，它與硬件沒(méi)有直接 的交互。

一、JDK和JRE，JVM的區(qū)別

這篇文章講的比較清楚

二、如何理解Java是跨平臺(tái)的語(yǔ)言

Java語(yǔ)言本質(zhì)上是不能跨平臺(tái)的，真正實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的是JVM，也就是Java虛擬機(jī)。寫好的Java源文件通過(guò)Javac命令編譯生成class文件(中間文件)，然后JVM對(duì)class文件進(jìn)行執(zhí)行生成機(jī)器語(yǔ)言然后機(jī)器語(yǔ)言在平臺(tái)中操作，Java在不同的平臺(tái)下都有對(duì)應(yīng)的不同版本的JVM，JVM可以識(shí)別字節(jié)碼文件從而運(yùn)行。

二、JAVA運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)包括哪幾部分

PC 寄存器（PC Register），也叫程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register），是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的信號(hào)指示器。JVM 棧（Java Virtual Machine Stack），與 PC 寄存器一樣，JVM 棧也是線程私有的。每一個(gè) JVM 線程都有自己的 JVM 棧（也叫方法棧），這個(gè)棧與線程同時(shí)創(chuàng)建，它的生命周期與線程相同。本地方法棧（Native Method Stack），JVM 可能會(huì)使用到傳統(tǒng)的棧來(lái)支持?Native 方法open in new window的執(zhí)行，這個(gè)棧就是本地方法棧。堆（Heap），在 JVM 中，堆是可供各條線程共享的運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域，也是供所有類實(shí)例和數(shù)據(jù)對(duì)象分配內(nèi)存的區(qū)域。方法區(qū)（Method area），JDK 8 開(kāi)始，使用元空間取代了永久代。方法區(qū)是 JVM 中的一個(gè)邏輯區(qū)域，用于存儲(chǔ)類的結(jié)構(gòu)信息，包括類的定義、方法的定義、字段的定義以及字節(jié)碼指令。不同的是，元空間不再是 JVM 內(nèi)存的一部分，而是通過(guò)本地內(nèi)存（Native Memory）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)行時(shí)常量池open in new window，運(yùn)行時(shí)常量池是每一個(gè)類或接口的常量在運(yùn)行時(shí)的表現(xiàn)形式，它包括了編譯器可知的數(shù)值字面量，以及運(yùn)行期解析后才能獲得的方法或字段的引用。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)一個(gè)方法或者變量被引用時(shí)，JVM 通過(guò)運(yùn)行時(shí)常量區(qū)來(lái)查找方法或者變量在內(nèi)存里的實(shí)際地址。

其中 PC 寄存器、虛擬機(jī)棧以及本地方法棧屬于線程私有的，堆以及元空間（方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)）屬于共享數(shù)據(jù)區(qū)，不同的線程共享這兩部分內(nèi)存數(shù)據(jù)。

三、java和C++比速度

為了優(yōu)化 Java 的性能 ，JVM 在解釋器之外引入了 JIT 編譯器：當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，解釋器首先發(fā)揮作用，代碼可以直接執(zhí)行。隨著時(shí)間推移，即時(shí)編譯器逐漸發(fā)揮作用，把越來(lái)越多的代碼編譯優(yōu)化成本地代碼，來(lái)獲取更高的執(zhí)行效率。解釋器這時(shí)可以作為編譯運(yùn)行的降級(jí)手段，在一些不可靠的編譯優(yōu)化出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，再切換回解釋執(zhí)行，保證程序可以正常運(yùn)行。

逃逸分析（Escape Analysis）是一種編譯器優(yōu)化技術(shù)，用于判斷對(duì)象的作用域和生命周期。如果編譯器確定一個(gè)對(duì)象不會(huì)逃逸出方法或線程的范圍，它可以選擇在棧上分配這個(gè)對(duì)象，而不是在堆上。這樣做可以減少垃圾回收的壓力，并提高性能。

四、虛擬機(jī)棧幀包括哪些

五、字節(jié)碼文件有哪些部分組成

六、常量池中有哪些信息

字面量

字面量就是指由字母、數(shù)字等構(gòu)成的字符串或者數(shù)值常量。

字面量只可以右值出現(xiàn)，所謂右值是指等號(hào)右邊的值

如：int a=1 這里的a為左值，1為右值。在這個(gè)例子中1就是字面量。

符號(hào)引用

符號(hào)引用是編譯原理中的概念，是相對(duì)于直接引用來(lái)說(shuō)的。主要包括了以下三類常量：

類和接口的全限定名? 字段的名稱和描述符? 方法的名稱和描述符

類加載器將字節(jié)碼的信息寫入到方法區(qū)中（1.8后叫做永久代），通過(guò)堆區(qū)有個(gè)lang對(duì)象訪問(wèn)這個(gè)Kclass

七、類的生命周期

類的初始化階段是執(zhí)行靜態(tài)代碼塊（clinit方法），并為靜態(tài)變量賦值。

八、類加載器的分類

九、GC Roots?到底是什么東西呢，哪些對(duì)象可以作為 GC Root 呢？

虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對(duì)象 本地方法棧中 JNI（即一般說(shuō)的 Native 方法）引用的對(duì)象 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象

十、垃圾收集算法

標(biāo)記清除算法

賦值算法

標(biāo)記整理算法

分代收集算法

新生代和老年代

十一、垃圾收集器

1、CMS

CMS 垃圾收集器通過(guò)三色標(biāo)記算法，實(shí)現(xiàn)了垃圾回收線程與用戶線程的并發(fā)執(zhí)行，從而極大地降低了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，提高了強(qiáng)交互應(yīng)用程序的體驗(yàn)。它的運(yùn)行過(guò)程分為 4 個(gè)步驟，包括：

初始標(biāo)記并發(fā)標(biāo)記重新標(biāo)記并發(fā)清除

初始標(biāo)記，指的是尋找所有被 GCRoots 引用的對(duì)象，該階段需要「Stop the World」。這個(gè)步驟僅僅只是標(biāo)記一下 GC Roots 能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象，并不需要做整個(gè)引用的掃描，因此速度很快。

并發(fā)標(biāo)記，指的是對(duì)「初始標(biāo)記階段」標(biāo)記的對(duì)象進(jìn)行整個(gè)引用鏈的掃描，該階段不需要「Stop the World」。 對(duì)整個(gè)引用鏈做掃描需要花費(fèi)非常多的時(shí)間，因此通過(guò)垃圾回收線程與用戶線程并發(fā)執(zhí)行，可以降低垃圾回收的時(shí)間。

這也是 CMS 能極大降低 GC 停頓時(shí)間的核心原因，但這也帶來(lái)了一些問(wèn)題，即：并發(fā)標(biāo)記的時(shí)候，引用可能發(fā)生變化，因此可能發(fā)生漏標(biāo)（本應(yīng)該回收的垃圾沒(méi)有被回收）和多標(biāo)（本不應(yīng)該回收的垃圾被回收）了。

重新標(biāo)記，指的是對(duì)「并發(fā)標(biāo)記」階段出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行校正，該階段需要「Stop the World」。正如并發(fā)標(biāo)記階段說(shuō)到的，由于垃圾回收算法和用戶線程并發(fā)執(zhí)行，雖然能降低響應(yīng)時(shí)間，但是會(huì)發(fā)生漏標(biāo)和多標(biāo)的問(wèn)題。所以對(duì)于 CMS 來(lái)說(shuō)，它需要在這個(gè)階段做一些校驗(yàn)，解決并發(fā)標(biāo)記階段發(fā)生的問(wèn)題。

并發(fā)清除，指的是將標(biāo)記為垃圾的對(duì)象進(jìn)行清除，該階段不需要「Stop the World」。 在這個(gè)階段，垃圾回收線程與用戶線程可以并發(fā)執(zhí)行，因此并不影響用戶的響應(yīng)時(shí)間。

CMS 的優(yōu)點(diǎn)是：并發(fā)收集、低停頓。但缺點(diǎn)也很明顯：

①、對(duì) CPU 資源非常敏感，因此在 CPU 資源緊張的情況下，CMS 的性能會(huì)大打折扣。

默認(rèn)情況下，CMS 啟用的垃圾回收線程數(shù)是（CPU數(shù)量 + 3)/4，當(dāng) CPU 數(shù)量很大時(shí)，啟用的垃圾回收線程數(shù)占比就越小。但如果 CPU 數(shù)量很小，例如只有 2 個(gè) CPU，垃圾回收線程占用就達(dá)到了 50%，這極大地降低系統(tǒng)的吞吐量，無(wú)法接受。

②、CMS 采用的是「標(biāo)記-清除」算法，會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)存碎片，導(dǎo)致空間不連續(xù)，當(dāng)出現(xiàn)大對(duì)象無(wú)法找到連續(xù)的內(nèi)存空間時(shí)，就會(huì)觸發(fā)一次 Full GC，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的停頓時(shí)間變長(zhǎng)。

③、CMS 無(wú)法處理浮動(dòng)垃圾，當(dāng) CMS 在進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候，應(yīng)用程序還在不斷地產(chǎn)生垃圾，這些垃圾會(huì)在 CMS 垃圾回收結(jié)束之后產(chǎn)生，這些垃圾就是浮動(dòng)垃圾，CMS 無(wú)法處理這些浮動(dòng)垃圾，只能在下一次 GC 時(shí)清理掉。

G1

G1 有專門分配大對(duì)象的 Region 叫 Humongous 區(qū)，而不是讓大對(duì)象直接進(jìn)入老年代的 Region 中。在 G1 中，大對(duì)象的判定規(guī)則就是一個(gè)大對(duì)象超過(guò)了一個(gè) Region 大小的 50%，比如每個(gè) Region 是 2M，只要一個(gè)對(duì)象超過(guò)了 1M，就會(huì)被放入 Humongous 中，而且一個(gè)大對(duì)象如果太大，可能會(huì)橫跨多個(gè) Region 來(lái)存放。

G1 會(huì)根據(jù)各個(gè)區(qū)域的垃圾回收情況來(lái)決定下一次垃圾回收的區(qū)域，這樣就避免了對(duì)整個(gè)堆內(nèi)存進(jìn)行垃圾回收，從而降低了垃圾回收的時(shí)間。

②、增量：G1 可以以增量方式執(zhí)行垃圾回收，這意味著它不需要一次性回收整個(gè)堆空間，而是可以逐步、增量地清理。有助于控制停頓時(shí)間，尤其是在處理大型堆時(shí)。

③、并行：G1 垃圾回收器可以并行回收垃圾，這意味著它可以利用多個(gè) CPU 來(lái)加速垃圾回收的速度，這一特性在年輕代的垃圾回收（Minor GC）中特別明顯，因?yàn)槟贻p代的回收通常涉及較多的對(duì)象和較高的回收速率。

④、標(biāo)記整理：在進(jìn)行老年代的垃圾回收時(shí)，G1 使用標(biāo)記-整理算法。這個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：標(biāo)記存活的對(duì)象和整理（壓縮）堆空間。通過(guò)整理，G1 能夠避免內(nèi)存碎片化，提高內(nèi)存利用率。

年輕代的垃圾回收（Minor GC）使用復(fù)制算法，因?yàn)槟贻p代的對(duì)象通常是朝生夕死的。

⑤、STW：G1 也是基于「標(biāo)記-清除」算法，因此在進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候，仍然需要「Stop the World」。不過(guò)，G1 在停頓時(shí)間上添加了預(yù)測(cè)機(jī)制，用戶可以指定期望停頓時(shí)間。

G1 中存在三種 GC 模式，分別是 Young GC、Mixed GC 和 Full GC。

當(dāng) Eden 區(qū)的內(nèi)存空間無(wú)法支持新對(duì)象的內(nèi)存分配時(shí)，G1 會(huì)觸發(fā) Young GC。

當(dāng)需要分配對(duì)象到 Humongous 區(qū)域或者堆內(nèi)存的空間占比超過(guò)?-XX:G1HeapWastePercent?設(shè)置的 InitiatingHeapOccupancyPercent 值時(shí)，G1 會(huì)觸發(fā)一次 concurrent marking，它的作用就是計(jì)算老年代中有多少空間需要被回收，當(dāng)發(fā)現(xiàn)垃圾的占比達(dá)到?-XX:G1HeapWastePercent?中所設(shè)置的 G1HeapWastePercent 比例時(shí)，在下次 Young GC 后會(huì)觸發(fā)一次 Mixed GC。

Mixed GC 是指回收年輕代的 Region 以及一部分老年代中的 Region。Mixed GC 和 Young GC 一樣，采用的也是復(fù)制算法。

在 Mixed GC 過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)老年代空間還是不足，此時(shí)如果 G1HeapWastePercent 設(shè)定過(guò)低，可能引發(fā) Full GC。-XX:G1HeapWastePercent?默認(rèn)是 5，意味著只有 5% 的堆是“浪費(fèi)”的。如果浪費(fèi)的堆的百分比大于 G1HeapWastePercent，則運(yùn)行 Full GC。

在以 Region 為最小管理單元以及所采用的 GC 模式的基礎(chǔ)上，G1 建立了停頓預(yù)測(cè)模型，即 Pause Prediction Model 。這也是 G1 非常被人所稱道的特性。

我們可以借助?-XX:MaxGCPauseMillis?來(lái)設(shè)置期望的停頓時(shí)間（默認(rèn) 200ms），G1 會(huì)根據(jù)這個(gè)值來(lái)計(jì)算出一個(gè)合理的 Young GC 的回收時(shí)間，然后根據(jù)這個(gè)時(shí)間來(lái)制定 Young GC 的回收計(jì)劃。

十二、類加載器包括哪些什么是雙親委派？

雙親委派模型的工作過(guò)程如下：如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類加載器去完成，每一層的類加載器都是如此，因此所有的加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該傳送到最頂層的啟動(dòng)類加載器，只有當(dāng)父加載器反饋?zhàn)约簾o(wú)法完成這個(gè)加載請(qǐng)求（它的搜索范圍中沒(méi)有找到所需的類）時(shí)，子加載器才會(huì)嘗試自己去完成加載。

即時(shí)編譯器的分層編譯

要編譯出優(yōu)化程度越高的代碼通常都需要越長(zhǎng)的編譯時(shí)間，為了在程序啟動(dòng)速度與運(yùn)行效率之間達(dá)到最佳平衡，HotSpot 在編譯子系統(tǒng)中加入了分層編譯（Tiered Compilation）：

第 0 層：程序純解釋執(zhí)行，并且解釋器不開(kāi)啟性能監(jiān)控功能；第 1 層：使用客戶端編譯器將字節(jié)碼編譯為本地代碼來(lái)運(yùn)行，進(jìn)行簡(jiǎn)單可靠的穩(wěn)定優(yōu)化，不開(kāi)啟性能監(jiān)控功能；第 2 層：仍然使用客戶端編譯執(zhí)行，僅開(kāi)啟方法及回邊次數(shù)統(tǒng)計(jì)等有限的性能監(jiān)控；第 3 層：仍然使用客戶端編譯執(zhí)行，開(kāi)啟全部性能監(jiān)控；第 4 層：使用服務(wù)端編譯器將字節(jié)碼編譯為本地代碼，其耗時(shí)更長(zhǎng)，并且會(huì)根據(jù)性能監(jiān)控信息進(jìn)行一些不可靠的激進(jìn)優(yōu)化。

十三、方法內(nèi)聯(lián)

最重要的優(yōu)化手段，它會(huì)將目標(biāo)方法中的代碼原封不動(dòng)地 “復(fù)制” 到發(fā)起調(diào)用的方法之中，避免發(fā)生真實(shí)的方法調(diào)用，并采用名為類型繼承關(guān)系分析（Class Hierarchy Analysis，CHA）的技術(shù)來(lái)解決虛方法（Java 語(yǔ)言中默認(rèn)的實(shí)例方法都是虛方法）的內(nèi)聯(lián)問(wèn)題。

?十四、逃逸分析

逃逸行為主要分為以下兩類：

方法逃逸：當(dāng)一個(gè)對(duì)象在方法里面被定義后，它可能被外部方法所引用，例如作為調(diào)用參數(shù)傳遞到其他方法中，此時(shí)稱為方法逃逸；線程逃逸：當(dāng)一個(gè)對(duì)象在方法里面被定義后，它可能被外部線程所訪問(wèn)，例如賦值給可以在其他線程中訪問(wèn)的實(shí)例變量，此時(shí)稱為線程逃逸，其逃逸程度高于方法逃逸。 如果能證明一個(gè)對(duì)象不會(huì)逃逸到方法或線程之外，或者逃逸程度比較低（只逃逸出方法而不會(huì)逃逸出線程），則可以對(duì)這個(gè)對(duì)象實(shí)例采取不同程序的優(yōu)化： 棧上分配 (Stack Allocations)?：如果一個(gè)對(duì)象不會(huì)逃逸到線程外，那么將會(huì)在棧上分配內(nèi)存來(lái)創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象，而不是 Java 堆上，此時(shí)對(duì)象所占用的內(nèi)存空間就會(huì)隨著棧幀的出棧而銷毀，從而可以減輕垃圾回收的壓力。標(biāo)量替換 (Scalar Replacement)?：如果一個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)無(wú)法再分解成為更小的數(shù)據(jù)類型，那么這些數(shù)據(jù)就稱為標(biāo)量（如 int、long 等數(shù)值類型及 reference 類型等）；反之，如果一個(gè)數(shù)據(jù)可以繼續(xù)分解，那它就被稱為聚合量（如對(duì)象）。如果一個(gè)對(duì)象不會(huì)逃逸外方法外，那么就可以將其改為直接創(chuàng)建若干個(gè)被這個(gè)方法使用的成員變量來(lái)替代，從而減少內(nèi)存占用。同步消除 (Synchronization Elimination)?：如果一個(gè)變量不會(huì)逃逸出線程，那么對(duì)這個(gè)變量實(shí)施的同步措施就可以消除掉。

十五、內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄漏通常是指堆內(nèi)存，通常是指一些大對(duì)象不被回收的情況 1 、通過(guò) jmap 或設(shè)置 jvm 參數(shù)獲取堆內(nèi)存快照 dump 2 、通過(guò)工具， VisualVM 去分析 dump 文件， VisualVM 可以加載離線的 dump 文件

3 、通過(guò)查看堆信息的情況，可以大概定位內(nèi)存溢出是哪行代碼出了問(wèn)題 4 、找到對(duì)應(yīng)的代碼，通過(guò)閱讀上下文的情況，進(jìn)行修復(fù)即可

十六、cpu百分百如和檢查

1. 使用 top 命令查看占用 cpu 的情況 2. 通過(guò) top 命令查看后，可以查看是哪一個(gè)進(jìn)程占用 cpu 較高 3. 使用 ps 命令查看進(jìn)程中的線程信息ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 40940 4. 使用 jstack 命令查看進(jìn)程中哪些線程出現(xiàn)了問(wèn)題，最終定位問(wèn)題

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