【017期】JavaSE面試題（十七）：JVM以內存模型

開篇介紹

你們好，我是Java最全面試題庫的提褲姐，今天這篇是面試系列的第十七篇，主要總結了JavaSE中JVM相關面試題，這篇是JVM系列的第一篇，主要講解JVM的內存模型，第二篇主要講解垃圾回收。在後續，會沿着第一篇開篇的知識線路一直總結下去，作到日更！若是我能作到百日百更，但願你也能夠跟着百日百刷，一百天養成一個好習慣。

說一下JVM內存模型及分區，每一個區放什麼？

JVM分爲：

• 堆區
• 棧區
• 方法區

①方法區：主要是存儲類信息，常量池(static量和 static變量)，編譯後的代碼(字節碼)等數據
②堆：初始化的對象，成員變量(那種非 static的變量)，全部的對象實例和數組都要在堆上分配
③棧：棧的結構是棧幀組成的，調用一個方法就壓入一幀，幀上面存儲局部變量表，操做數棧，方法出口等信息，局部變量表存放的是8大基礎類型加上一個引用類型，因此仍是一個指向地址的指針
④本地方法棧：主要爲 Native方法服務
⑤程序計數器：記錄當前線程執行的行號

總結：初始化的對象放在堆裏面，引用放在棧裏面，class類信息常量池(static常量和 static變量)等放在方法區

JVM內存區域主要分爲：

• 線程私有區（程序計數器、虛擬機棧、本地方法區）
• 線程共享區（Java堆、方法區）
• 直接內存

說一下Java內存分配

• 寄存器：沒法控制。
• 靜態域： static定義的靜態成員。
• 常量池：編譯時被肯定並保存在. class文件中的final常量值和一些文本修飾的符號引用(類和接口的全限定名,字段的名稱和描述符,方法和名稱和描述符)。
• 非RAM存儲:硬盤等永久存儲空間。
• 堆內存:new建立的對象和數組,由Java虛擬機自動垃圾回收器管理,存取速度慢。
• 棧內存:基本類型的變量和對象的引用變量(堆內存空間的訪問地址),速度快,能夠共享,可是大小與生存期必須肯定,缺少靈活性。

新生代中爲何要分爲Eden和Survivor？

若是沒有Survivor，Eden區每進行一次Minor GC，存活的對象就會被送到老年代。老年代很快被填滿，觸發Major GC.老年代的內存空間遠大於新生代，進行一次Full GC消耗的時間比Minor GC長得多,因此須要分爲Eden和Survivor。
Survivor的存在乎義，就是減小被送到老年代的對象，進而減小Full GC的發生，Survivor的預篩選保證，只有經歷16次Minor GC還能在新生代中存活的對象，纔會被送到老年代。
設置兩個Survivor區最大的好處就是解決了碎片化，剛剛新建的對象在Eden中，經歷一次Minor GC，Eden中的存活對象就會被移動到第一塊survivor space S0，Eden被清空；等Eden區再滿了，就再觸發一次Minor GC，Eden和S0中的存活對象又會被複制送入第二塊survivor space S1（這個過程很是重要，由於這種複製算法保證了S1中來自S0和Eden兩部分的存活對象佔用連續的內存空間，避免了碎片化的發生）

對象如何晉升到老年代?

一、大對象直接進入老年態
二、通過一次Minor GC，年齡+1，若年齡超過必定限制（15），則被晉升到老年態。即長期存活的對象進入老年態

元數據區存放的是什麼？會oom嗎？

Perm Space中保存的是加載class文件。

會引發OutOfMemory，出現異常能夠設置 -XX:PermSize 的大小。

JDK 1.8後，字符串常量不存放在永久代，而是在堆內存中，JDK1.8之後沒有永久代概念，而是用元空間替代，元空間不存在虛擬機中，二是使用本地內存。

jvm加載class原理

JVM中類的裝載是由類加載器（ClassLoader）和它的子類來實現的，Java中的類加載器是一個重要的Java運行時系統組件，它負責在運行時查找和裝入類文件中的類。

因爲Java的跨平臺性，通過編譯的Java源程序並非一個可執行程序，而是一個或多個類文件。當Java程序須要使用某個類時，JVM會確保這個類已經被加載、鏈接（驗證、準備和解析）和初始化。

類的加載是指把類的.class文件中的數據讀入到內存中，一般是建立一個字節數組讀入.class文件，而後產生與所加載類對應的Class對象。加載完成後，Class對象還不完整，因此此時的類還不可用。當類被加載後就進入鏈接階段，這一階段包括驗證、準備（爲靜態變量分配內存並設置默認的初始值）和解析（將符號引用替換爲直接引用）三個步驟。最後JVM對類進行初始化，包括：
①若是類存在直接的父類而且這個類尚未被初始化，那麼就先初始化父類；
②若是類中存在初始化語句，就依次執行這些初始化語句。類的加載是由類加載器完成的，類加載器包括：根加載器（BootStrap）、擴展加載器（Extension）、系統加載器（System）和用戶自定義類加載器（java.lang.ClassLoader的子類）。從Java 2（JDK 1.2）開始，類加載過程採起了父親委託機制（PDM）。PDM更好的保證了Java平臺的安全性，在該機制中，JVM自帶的Bootstrap是根加載器，其餘的加載器都有且僅有一個父類加載器。類的加載首先請求父類加載器加載，父類加載器無能爲力時才由其子類加載器自行加載。JVM不會向Java程序提供對Bootstrap的引用。

哪些區域可能會發生oom？

內存區域	是否線程私有	是否會發生OOM
程序計數器	是	否
虛擬機棧	是	是
本地方法棧	是	是
方法區	否	是
直接內存	否	是
堆	否	是

Java堆的結構是什麼樣子的?

JVM的堆是運行時數據區，全部類的實例和數組都是在堆上分配內存。它在JVM啓動的時候被建立。對象所佔的堆內存是由自動內存管理系統也就是垃圾收集器回收。堆內存是由存活和死亡的對象組成的。存活的對象是應用能夠訪問的,不會被垃圾回收。死亡的對象是應用不可訪問尚且尚未被垃圾收集器回收掉的對象。一直到垃圾收集器把這些對象回收掉以前,他們會一直佔據堆內存空間。