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JVM探究(Leo)

news 2025/10/22 16:50:52

`JVM`探究

面试问题：

请你谈谈你对jvm的理解？java8虚拟机和之前的更新变化？

答：理解如该文档，java8将方法区被取代为了元空间，字符串常量数据改存到堆里面，元空间改用本地内存

什么是OOM,什么是栈溢出StackOverFlowError？怎么分析？

答：OutOfMemoryError(内存不足错误)，可能是堆内存空间不足、元空间内存不足或内存泄漏(静态集合持有对象引用，即使对象已无业务用途，仍无法被 GC 回收)；

栈溢出指线程的栈深度超过虚拟机允许的最大深度，常见原因是无限递归

JVM的常用调优参数有哪些？

答：JVM 调优参数主要用于调整内存分配(大小)、垃圾回收策略(GC算法)、线程(大小)管理等核心组件的行为。

内存快照如何抓取，怎么分析Dump文件？

答：内存快照是 Java 虚拟机（JVM）在某一时刻的内存镜像，包含所有对象的状态、引用关系和类信息。常用于分析内存泄漏、大对象占用和 GC 效率问题。抓取：自动生成(OOM时)、JDK命令抓取或IDEA插件检测工具(Profile)

谈谈jvm中对类加载器的认识？

答：将字节码文件加载到内存中，并生成Java.lang.Class对象，双亲委派机制(应用类加载器->扩展类->启动类->扩展类->应用类)...

JVM的体系结构

java栈、本地方法栈和程序计数器是不可能存在垃圾，否则程序会堵塞崩溃。所以不需要进行垃圾回收

jvm调优都是在堆和方法区(特殊的堆)里面调优，99%在调堆

方法区用于存储类的常量池，元数据和静态变量等，java8后用元空间取代的方法区，元空间使用本地内存（Native Memory）来存储类的元数据，其大小仅受系统可用内存的限制。同时，字符串常量池被移到了堆内存中。可以通过 - XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 等参数来配置元空间的大小。

类加载器

作用：负责将字节码文件（.class）从文件系统、网络或其他来源加载到内存中，并生成对应的java.lang.Class对象。

1.虚拟机自带的加载器

2.启动类（根/bootstrap）加载器 Bootstrap ClassLoader

3.扩展类加载器（EXC） Extension ClassLoader

4.应用程序加载器 Application ClassLoader

双亲委派机制

双亲委派机制：确保类加载的安全性和一致性

1.类加载器收到类加载请求！

2.将请求向上委托给父类加载器，一直向上委托，直到启动类加载器 Application ClassLoader->Extension ClassLoader- >Bootstrap ClassLoader

应用类加载器收到请求，将其委派给扩展类加载器。

扩展类加载器再委派给启动类加载器。

启动类加载器在核心类库中未找到MyClass，返回null。

扩展类加载器尝试加载，仍未找到，返回null。

应用类加载器最终尝试从classpath加载该类，成功则返回，失败则抛出ClassNotFoundException。

4.null:表示java调用不到/不存在该加载器~ （C,C++） java=C++--

Native关键字

凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层c语言的库！

会进入本地方法栈，调用本地方法接口JNI(java native interface)

JNI的作用：扩展java的使用，融合不同的编程语言为java使用。 内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack（本地方法栈）,登记native方法，在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI执行

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stack）是 Java 虚拟机（JVM）内存结构中的一部分，用于支持本地方法（Native Method）的执行。

本地方法是由非 Java 语言（如 C、C++）实现的方法，通过 JNI（Java Native Interface）或 JNA（Java Native Access）机制在 Java 代码中调用。

PC寄存器（程序计数器）

就是程序计数器：Program Counter Register

每一个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向的一条指令地址，也就是即将要执行的代码） 在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小内存空间

方法区（Method Area/元空间）

方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，

简短来说，所有定义的方法的信息都存储在该区域，此区域属于共享空间

方法区用于存储类的常量池，元数据和静态变量等，java8后用元空间取代的方法区，元空间使用本地内存（Native Memory）来存储类的元数据，其大小仅受系统可用内存的限制。同时，字符串常量池被移到了堆内存中。可以通过 - XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 等参数来配置元空间的大小。

static final Class 运行时常量池

栈帧

位置：栈帧位于Java 虚拟机栈（JVM Stack） 中，每个线程在创建时会分配一个虚拟机栈，用于存储该线程执行的所有方法对应的栈帧。
生命周期：栈帧随着方法的调用而创建，方法执行结束后销毁（无论是正常返回还是抛出异常）。
活动栈帧：每个线程在同一时刻只有一个活动栈帧（位于栈顶），称为当前栈帧，对应的方法称为当前方法。
组成结构： 局部变量表（Local Variables） :存储方法参数和方法内定义的局部变量

操作数栈（Operand Stack） ：方法执行过程中临时存储数据的区域，用于算术运算、方法调用参数传递等

动态连接（Dynamic Linking）：将字节码中的符号引用转换为直接引用，支持方法调用的动态绑定。

每个栈帧包含一个指向运行时常量池中该方法所属类的引用。

方法调用时，通过符号引用（如com.example.MyClass.method()）在运行时常量池中查找并转换为直接引用 （方法的内存地址的映射关系）。

方法返回地址（Return Address）：记录方法执行完毕后返回的位置

堆Heap

一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的

类加载器读取了类文件后会将说明东西放到堆中？ 类，方法，变量~，保存我们所引用类型的真实对象；、

堆内存中细分区域：

新生区（伊甸园区） YOUNG/NEW
养老区 old
永久区 (Java8后改为了元空间（方法区）)

GC垃圾回收，主要在伊甸园区和养老区

假设内存不够，OOM(OutOfMemoryError)，堆内存不够！

新生区

作用：存储新创建的对象，大多数对象在此区域被快速回收。
分区
- Eden 区：对象初始分配的区域,所有对象都是在这new出。
- Survivor 区：分为两个相等大小的区域（S0 和 S1），用于存放 GC 后存活的对象。
GC 特点：频繁执行 Minor GC，采用复制算法。

老年区

作用：存储长期存活的对象（如缓存对象、单例实例）。
对象进入条件
- 经过多次 Minor GC 后仍存活的对象（默认 15 次，可通过-XX:MaxTenuringThreshold配置）。
- 大对象（超过-XX:PretenureSizeThreshold设置的阈值）直接进入老年代。
GC 特点：较少执行 Full GC，采用标记 - 清除或标记 - 整理算法。