JVM 之内存模型

面试题 Java JVM

说一下 JVM 内存模型及分区，每个区放什么？

JVM 分为：

• 堆区
• 栈区
• 方法区

①方法区：主要是存储类信息，常量池 (static 量和 static 变量)，编译后的代码 (字节码) 等数据
②堆：初始化的对象，成员变量 (那种非 static 的变量)，所有的对象实例和数组都要在堆上分配
③栈：栈的结构是栈帧组成的，调用一个方法就压入一帧，帧上面存储局部变量表，操作数栈，方法出口等信息，局部变量表存放的是 8 大基础类型加上一个引用类型，所以还是一个指向地址的指针
④本地方法栈：主要为 Native 方法服务
⑤程序计数器：记录当前线程执行的行号

总结：初始化的对象放在堆里面，引用放在栈里面，class 类信息常量池 (static 常量和 static 变量) 等放在方法区

JVM 内存区域主要分为：

• 线程私有区（程序计数器、虚拟机栈、本地方法区）
• 线程共享区（Java 堆、方法区）
• 直接内存

说一下 Java 内存分配？

• 寄存器：无法控制。
• 静态域：static 定义的静态成员。
• 常量池：编译时被确定并保存在. class 文件中的 final 常量值和一些文本修饰的符号引用 (类和接口的全限定名,字段的名称和描述符,方法和名称和描述符)。
• 非 RAM 存储: 硬盘等永久存储空间。
• 堆内存:new 创建的对象和数组,由 Java 虚拟机自动垃圾回收器管理,存取速度慢。
• 栈内存: 基本类型的变量和对象的引用变量 (堆内存空间的访问地址),速度快,可以共享,但是大小与生存期必须确定,缺乏灵活性。

新生代中为什么要分为 Eden 和 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）

对象如何晋升到老年代？

1、大对象直接进入老年态

2、经过一次 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

元数据区存放的是什么？会 oom 吗？

Perm Space 中保存的是加载 class 文件。

会引起 OutOfMemory，出现异常可以设置 -XX:PermSize 的大小。

JDK 1.8 后，字符串常量不存放在永久代，而是在堆内存中，JDK1.8 以后没有永久代概念，而是用元空间替代，元空间不存在虚拟机中，二是使用本地内存。

JVM 加载 class 原理？

JVM 中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java 中的类加载器是一个重要的 Java 运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。

由于 Java 的跨平台性，经过编译的 Java 源程序并不是一个可执行程序，而是一个或多个类文件。当 Java 程序需要使用某个类时，JVM 会确保这个类已经被加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。

类的加载是指把类的.class 文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class 文件，然后产生与所加载类对应的 Class 对象。加载完成后，Class 对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后 JVM 对类进行初始化，包括：
①如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；
②如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader 的子类）。从 Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采取了父亲委托机制（PDM）。PDM 更好的保证了 Java 平台的安全性，在该机制中，JVM 自带的 Bootstrap 是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM 不会向 Java 程序提供对 Bootstrap 的引用。

哪些区域可能会发生 oom？

内存区域	是否线程私有	是否会发生 OOM
程序计数器	是	否
虚拟机栈	是	是
本地方法栈	是	是
方法区	否	是
直接内存	否	是
堆	否	是

Java 堆的结构是什么样子的?

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。

更新: 2020-09-25 15:32:24
原文: <https://www.yuque.com/fcant/notes/hb9qg0&gt;