第二大脑

主题

2026-08-25
1601
6m

几道高频的 JVM 面试题 ​

JVM

1、JVM 内存为什么要分成新生代，老年代？ ​

1.1 JVM 共享内存划分 ​

  • 共享内存区 = 持久代 + 堆（jdk1.8 及以上 jvm 废弃了持久代）
  • 持久代 = 方法区 + 其他
  • Java 堆 = 老年代 + 新生代
  • 新生代 = Eden + S0 + S1

1.2 为什么分年老代和新生代 ​

  • 新生代：主要存放新创建的对象，内存大小一般会比较小，垃圾回收会比较频繁。
  • 老年代 (Tenured Gen)：主要存放 JVM 认为生命周期比较长的对象（经过几次的 Young GC 的垃圾回收后仍然存在），或者大对象，垃圾回收也相对没有那么频繁。

为什么划分老年代和新生代，主要对象大小不一样，对象生命周期不一样。划分后，提供垃圾回收效率，节省资源，提升对象利用率等等。

2、新生代为何划分 Eden 和 Survivor？为什么设置两个 Survivor ​

  • 如果没有 Survivor，Eden 区每进行一次 Minor GC，存活的对象就会被送到老年代。老年代很快被填满，触发 Major GC.老年代的内存空间远大于新生代，进行一次 Full GC 消耗的时间比 Minor GC 长得多，所以需要分为 Eden 和 Survivor。
  • Survivor 的存在意义，就是减少被送到老年代的对象，进而减少 Full GC 的发生，Survivor 的预筛选保证，只有经历 16 次 Minor GC 还能在新生代中存活的对象，才会被送到老年代。
  • 设置两个 Survivor 区最大的好处就是解决了碎片化，刚刚新建的对象在 Eden 中，经历一次 Minor GC，Eden 中的存活对象就会被移动到第一块 survivor space S0，Eden 被清空；等 Eden 区再满了，就再触发一次 Minor GC，Eden 和 S0 中的存活对象又会被复制送入第二块 survivor space S1（这个过程非常重要，因为这种复制算法保证了 S1 中来自 S0 和 Eden 两部分的存活对象占用连续的内存空间，避免了碎片化的发生）

3、JVM 中一次完整的 GC 流程是怎样的 ​

  • Java 堆划分为老年代和新生代
  • 新生代 划分为 Eden 和两个 Survivor(S0、S1)
  • 当 Eden 区的空间满了， Java 虚拟机会触发一次 Minor GC，以收集新生代的垃圾，存活下来的对象，则会转移到 Survivor 区。
  • 大对象（需要大量连续内存空间的 Java 对象，如那种很长的字符串）直接进入老年态；
  • 如果对象在 Eden 出生，并经过第一次 Minor GC 后仍然存活，并且被 Survivor 容纳的话，年龄设为 1，每熬过一次 Minor GC，年龄 +1，若年龄超过一定限制（15），则被晋升到老年态。即长期存活的对象进入老年态。
  • 老年代满了而无法容纳更多的对象，Minor GC 之后通常就会进行 Full GC，Full GC 清理整个内存堆 – 包括年轻代和年老代。
  • Major GC 发生在老年代的 GC，清理老年区，经常会伴随至少一次 Minor GC，比 Minor GC 慢 10 倍以上。

4、CMS 收集器和 G1 收集器的区别 ​

  • CMS 收集器是老年代的收集器，一般配合新生代的 Serial 和 ParNew 收集器一起使用；G1 收集器收集范围是老年代和新生代，不需要结合其他收集器使用；
  • CMS 收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器， G1 收集器可预测垃圾回收的停顿时间。
  • CMS 收集器是使用“标记-清除”算法进行的垃圾回收，容易产生内存碎片；而 G1 收集器使用的是“标记-整理”算法，进行了空间整合，降低了内存空间碎片。
  • CMS 和 G1 的回收过程不一样，垃圾回收的过程不一样。CMS 是初始标记、并发标记、重新标记、并发清理;G1 是初始标记、并发标记、最终标记、筛选回收。

5、JVM 调优 ​

JVM 调优其实就是通过调节 JVM 参数，即对垃圾收集器和内存分配的调优，以达到更高的吞吐和性能。JVM 调优主要调节以下参数

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堆栈内存相关 ​

  • -Xms 设置初始堆的大小
  • -Xmx 设置最大堆的大小
  • -Xmn 设置年轻代大小，相当于同时配置-XX:NewSize 和-XX:MaxNewSize 为一样的值
  • -Xss 每个线程的堆栈大小
  • -XX:NewSize 设置年轻代大小 (for 1.3/1.4)
  • -XX:MaxNewSize 年轻代最大值 (for 1.3/1.4)
  • -XX:NewRatio 年轻代与年老代的比值 (除去持久代)
  • -XX:SurvivorRatio Eden 区与 Survivor 区的的比值
  • -XX:PretenureSizeThreshold 当创建的对象超过指定大小时，直接把对象分配在老年代。
  • -XX:MaxTenuringThreshold 设定对象在 Survivor 复制的最大年龄阈值，超过阈值转移到老年代

垃圾收集器相关 ​

  • -XX:+UseParallelGC：选择垃圾收集器为并行收集器。
  • -XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的线程数
  • -XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代为并发收集。
  • -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行 5 次 GC 以后对内存空间进行压缩、整理。
  • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片

辅助信息相关 ​

  • -XX:+PrintGCDetails 打印 GC 详细信息
  • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 让 JVM 在发生内存溢出的时候自动生成内存快照，排查问题用
  • -XX:+DisableExplicitGC 禁止系统 System.gc()，防止手动误触发 FGC 造成问题.
  • -XX:+PrintTLAB 查看 TLAB 空间的使用情况

6、CPU 飙升如何排查 ​

  • 输入 jps，获得进程号。
  • top -Hp pid 获取本进程中所有线程的 CPU 耗时性能
  • printf %x cpu 最高的线程（即转为 16 进制）
  • jstack 命令查看当前 java 进程的堆栈状态 | grep 那个 16 进制
  • 或者 jstack -l > /tmp/output.txt 把堆栈信息打到一个 txt 文件。

更新: 2022-04-24 08:19:29
原文: <https://www.yuque.com/fcant/notes/mn8dof&gt;

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