JVM

问：什么是java虚拟机？为什么java被称作是平台无关的编程语言？

答：Java虚拟机是一个可以执行Java字节码的虚拟机进程。Java源文件被编译成能被Java虚拟机执行的字节码文件。

Java被设计成允许应用程序可以运行在任意的平台，而不需要程序员为每一个平台单独重写或者是重新编译。Java虚拟机让这个变为可能，因为它知道底层硬件平台的指令长度和其他特性。

JVM 内存结构

问：堆、栈、方法区、直接内存、运行时常量池？

答：所有的对象实例和数组都要在堆上分配；堆的主要作用就是用来分配给对象生存的空间。方法区是各个线程共享的内存区域，用于存储被虚拟机加载的类信息，常量，静态常量，即时编译器编译后的代码，运行时常量池。在HotSpot上也被称为“永久代”。这一区域主要的知识点是类加载的过程，这一过程分为五个阶段，分别是加载，验证，准备，解析，初始化。虚拟机栈是描述java方法执行的内在模型。

栈帧是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构，它是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈的栈元素，栈帧包括：局部变量表，操作数栈，动态链接(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)，方法出口方法区等。

运行时常量池（Runtime Constant Pool），它是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。直接内存（Direct Memory），直接内存（Direct Memory）并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。本地方法栈与虚拟机栈作用相似，后者为虚拟机执行Java方法服务，而前者为虚拟机用到的Native方法服务。与PC寄存器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的。每一个JVM线程都有自己的java虚拟机栈，这个栈与线程同时创建，它的生命周期与线程相同。

静态分派（重载）

动态分派（重写）

Java 内存模型

问：计算机内存模型、缓存一致性、MESI 协议？

答：

可见性、原子性、顺序性、happens-before、

内存屏障、synchronized、volatile、final、锁

垃圾回收

问：GC 算法：标记清除、标记整理、引用计数、复制、标记压缩、分代回收、增量式回收？

答：回收机制分为分代复制垃圾回收和标记垃圾回收，增量垃圾回收，垃圾回收机制，垃圾收集是将分配对象但不在使用内存回收或释放对象的过程。如果一个对象没有指向他的应用或者其复制为null，则此对象适合进行垃圾回收，

分代回收，把不同生命周期的对象放在不同代上，不同代上采用最适合它的垃圾回收方式进行回收。虚拟机中的共划分为三个代：年轻代（Young Generation）、年老点（Old Generation）和持久代（Permanent Generation）。由于对象进行了分代处理，因此垃圾回收区域、时间也不一样。GC有两种类型：Scavenge GC和Full GC。

标记清除算法由两个阶段组成: 

① 标记阶段，标记所有的可访问对象。

② 收集阶段，垃圾收集算法扫描堆并回收所有的未标记对象。

增量垃圾回收，它的存在是为了解决标记清除的长停顿问题，这种GC算法也要写屏障，来记录引用关系的变化。虽然这种方式控制了中断最高时间，但是由于中断次数增加，GC总时间是增加的。

可以有效避免内存泄漏。

内存泄漏与内存溢出：内存泄漏，不能将内存充分利用，ZGC是未来的趋势。

问：JVM的永久代中会发生垃圾回收么？

答：垃圾回收不会发生在永久代，如果永久代满了或者是超过了临界值，会触发完全垃圾回收(Full GC)。如果你仔细查看垃圾收集器的输出信息，就会发现永久代也是被回收的。这就是为什么正确的永久代大小对避免Full GC是非常重要的原因。

JVM 参数及调优

问：-Xmx、-Xmn、-Xms、Xss、-XX:SurvivorRatio、

-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize、-XX:MaxTenuringThreshold？

答：java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k
-Xmx3550m:设置JVM最大可用内存为3550M.
-Xms3550m:设置JVM促使内存为3550m.此值可以设置与-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存.
-Xmn2g:设置年轻代大小为2G.整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小.持久代一般固定大小为64m,所以增大年轻代后,将会减小年老代大小.此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的3/8.
-Xss128k:设置每个线程的堆栈大小.JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K.更具应用的线程所需内存大小进行 调整.在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程.但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右.

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0
-XX:NewRatio=4:设置年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代).设置为4,则年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5
-XX:SurvivorRatio=4:设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值.设置为4,则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4,一个Survivor区占整个年轻代的1/6
-XX:MaxPermSize=16m:设置持久代大小为16m.
-XX:MaxTenuringThreshold=0:设置垃圾最大年龄.如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代. 对于年老代比较多的应用,可以提高效率.如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活 时间,增加在年轻代即被回收的概论.

Java 对象模型

问：oop-klass、对象头？

答：对象头：对象头包括两部分信息分别是Mark World和元数据指针，Mark World用于存储对象运行时的数据，比如HashCode、锁状态标志、GC分代年龄等。而元数据指针用于指向方法区的中目标类的类型信息，通过元数据指针可以确定对象的具体类型。

HotSpot中采用了OOP-Klass模型，它是用来描述Java对象实例的一种模型，OOP（Ordinary Object Pointer）指的是普通对象指针，而Klass用来描述对象实例的具体类型。

虚拟机性能监控与故障处理工具

jps, jstack, jmap, jstat, jconsole, jinfo, jhat, javap, btrace, TProfiler

Arthas。