1. JVM内存模型：堆、栈、程序计数器、方法区

1. 堆：线程公有。是JVM中最大的一部分，用于存放new创建的对象，GC回收主要回收的就是堆的内存，堆又可以分为老年代和年轻代
   1. 年轻代：用于存放新生对象和短期存活的对象，年轻代又可以分为eden区、FS区、TS区。其中大部分对象会直接进入eden区，当eden区满了之后，会执行Minorgc，Minorgc会发生STW，停止用户线程，回收年轻代的内存空间。如果经过多次gc后依旧存活的对象，JVM默认设定为15次，会移动到老年代
   2. 老年代用于存放大对象和长期存活的对象，大对象会直接进入老年代，当老年代满了之后，会执行Fullgc，回收堆和方法区的内存
   3. MinorGC：回收年轻代的空间
   4. MajorGC：回收老年代的空间
   5. Fullgc：回收堆 + 方法区的内存，堆进行垃圾回收，方法区进行类卸载。
      1. system.gc()执行时
      2. 老年代空间不足时
      3. 方法区空间不足时
      4. 空间担保机制
   6. 为什么分为老年代和年轻代：
      1. 针对不同对象的存活时间不同分别进行管理，比如年轻代大部分对象其实是短期存活的对象，频繁执行Minorgc，对象使用完之后能够及时被回收，释放内存。而老年代的对象是长期存活的或者是大对象，不需要经常进行gc回收。如果将全部对象放在一起，每次gc都需要遍历整个堆空间，回收效率低
   7. 堆会发生OOM
2. 栈：线程私有。分为Java虚拟机栈和本地方法栈
   1. Java虚拟机栈：对应Java方法，每当有新线程创建时就会分配一个栈空间，线程结束后栈空间被回收，创建一个栈帧，存放局部变量表，局部变量表上存放8种基本数据类型和对象的引用指针。Java虚拟机栈会发生SOF和OOM
   2. 本地方法栈：对应system本地方法，同样会发生SOF和OOM
3. 程序计数器：线程私有。每个线程都有一个程序计数器，是当前线程在字节码文件的行号指示器，单线程下可有可无，多线程下发生线程切换时，程序计数器会记录当前线程在字节码文件执行的行号位置，以便线程再次获得调度时能快速恢复状态并继续执行
4. 方法区：线程公有。存放静态变量、静态方法、常量。运行时常量池也存放在方法区。1.8之前使用永久代实现，1.8之后使用元空间实现，元空间不属于JVM内存
   1. 方法区也会参与名为类卸载的gc回收，当堆中没有该类的实例、加载该类的类加载器已经被回收、类的class对象被回收后，可以进行类卸载
   2. 方法区也会发生OOM

2. 哪些区域可能发生OOM：堆、栈、方法区

1. 堆
   1. 堆内存不足，通过jmap查看堆内存使用情况，使用-Xmx和-Xms调整堆内存大小
   2. 内存泄漏，存在未被回收的对象，使用可达性分析查找回收
2. 栈
   1. 运行时大量创建线程，Java虚拟机栈内存不足以为线程分配栈空间导致OOM，可以减少使用线程或者-Xss调整线程大小
   2. 此外Java虚拟机栈还会发生SOF栈溢出，当递归深度超过JVM的规定时，发生SOF
3. 方法区
   1. 运行时大量创建类，比如反射，类信息会存放在方法区，导致方法区内存不足
   2. 1.8之前使用永久代实现，通过-XX:MaxPermSize调整
   3. 1.8之后使用元空间实现，通过-XX:MetaSpaceSize调整

3. 类加载的时机：5个

1. new实例化
2. 反射获取class对象
3. main方法的类最先加载
4. 访问类的静态变量和静态方法时，类未实例化
5. 初始化子类时，父类未被初始化

4. 类加载过程：加载、连接、初始化

1. 加载：将字节码文件加载到JVM中，将静态变量、常量、静态方法加载到方法区，生产一个class对象
2. 连接
   1. 验证：检查字节码文件是否符合JVM规范，防止出现错误
   2. 准备：为静态变量分配内存空间并赋初值，主要是分配空间
   3. 解析：将常量的符号引用转换为直接引用
3. 初始化：真正为静态变量分配初值

5. 类加载器

1. BootstrapClassLoader，启动类加载器，加载lib目录下rt.jar
2. ExtensionClassLoader，拓展类加载器，加载lib目录ext文件夹
3. ApplicationClassLoader，应用类加载器，加载用户类路径下的类
4. 自定义的类加载

6. 双亲委派

1. 过程：当一个类加载器接到加载任务时，先检查这个类是否已经被加载，如果是，返回class对象，否则将加载任务交给父加载器进行加载，当父加载器无法加载时，才会由子加载器进行加载
2. 好处：
   1. 沙盒安全机制：防止用户自定义的类覆盖核心基础类
   2. 避免类的重复加载
3. 破坏：重写loadclass方法。保护：添加findclass方法

7. GC回收

1. 标记阶段

1. 引用计数法：每个对象都有一个引用计数器，有引用计数+1，释放引用计数-1，0表示可以回收。
   1. 优点：实时计算，效率高
   2. 缺点：实时计算，时间开销大，需要一个计数器，有额外的空间开销。无法解决循环引用问题
2. 可达性分析：从GCRoots开始，当一个对象进入到GCRoots中没有任何一条引用链与之相连时，表明该对象可以被回收
   1. 优点：解决了循环引用问题
   2. 缺点：效率比引用计数法低
3. GCRoots：Java虚拟机栈和本地方法栈的对象、方法区的静态变量和常量

2. finalized()方法

1. 对象会经历两次标记过程才能被认定为可回收，第一次由GCRoots进行标记，第二次在finalized()方法中进行，如果执行finalized()之后对象还是没有任何一条引用链与GCRoots相连，就是可以被回收

3. 对象的引用类型

1. 强引用：通过new创建的对象，不会被回收
2. 软引用：非必须的对象，内存不足时被回收
3. 弱引用：非必须的对象，下一次GC时被回收
4. 虚引用：可有可无的对象，随时都会被回收

4. 清除阶段

1. 标记清除法：先对需要存活的对象进行标记，标记完成后清除没有被标记的对象
   1. 缺点：如果堆中存在大量的对象，需要遍历整个堆，标记和清除的效率低，清除过程会产生空间碎片
2. 复制法：将内存分成大小相等的两块，先使用其中一块，当这一块的内存满了之后，对需要存活的对象进行标记，清除没有标记的对象，然后将存活的对象移动到另一块内存
   1. 优点：不会产生空间碎片，复制法用于年轻代，需要标记的对象少，执行效率高
   2. 缺点：内存的利用率低
3. 标记整理法：先对需要存活的对象进行标记，标记完成后将他们移动到一边，回收边界外的内存
   1. 优点：不会产生空间碎片
   2. 缺点：用于老年代，需要标记的对象多并且存在大对象，效率低
4. 分代收集法：hotspot虚拟机针对对象的不同存活时间采用不同的回收策略
   1. 年轻代的对象生命周期短，回收频繁，使用复制算法
   2. 老年代的对象生命周期长并且存在大对象，回收不频繁，采用标记清除和标记整理

4. GC收集器

1. CMS并发标记清除
   1. 四个阶段：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除
   2. 其中初始标记和重新标记会STW
   3. 优点：并发标记清除，效率高
   4. 缺点：基于标记清除算***产生空间碎片
2. G1并行并发不分代，基于标记整理法，将堆内存分成大小相等的区域，进行筛选回收
   1. 四个阶段：初始标记、并发标记、最终标记、筛选清除
   2. 其中初始标记和最终标记会STW
   3. 优点：并行并发效率高，基于标记整理法，不会产生空间碎片问题

5. 为什么会STW

1. 确保引用的地址能正确更新，因此GC时可能会设计对象的移动，这时需要先将用户线程停止，等待GC完成之后再重新指向
2. 防止一直处于标记阶段，如果一边标记一边产生垃圾，GC线程无法完成标记工作，不能进行清除

6. System.gc()一定会执行吗

1. System.gc()会显示触发FullGC，但是不能保证一定会执行
2. 一般情况下不需要手动调用System.gc()进行GC回收
3. 可以调用System.runFinalization()方法强制执行对象的第二次标记，然后再执行一次System.gc()就可以

7. 内存分配原则和空间担保机制

1. 内存分配原则：大部分对象会进入年轻代的eden区、大对象直接进入老年代、长期存活的对象进入老年代
2. 空间担保机制：在年轻代进行MinorGC之前，先检查老年代的内存是否足够存放年轻代所有的对象，如果不够，先进行FullGC

8. JVM参数

1. -Xms：堆初始大小
2. -Xmx：堆最大大小
3. -XX:NewRatio：年轻代和老年代的比例，默认是1:2
4. -XX:SurvivorRatio：eden区、FS区、TS区的比值，默认是8:1:1
5. -Xss：调整线程大小
6. -XX:MetaSpaceSize
7. -XX:PermSize
8. -XX:MaxTeruningThreshold

8. jvm故障处理工具：jps、jmap、jstack

1. jps：查看虚拟机进程，显示当前正在运行的虚拟机进程和进程ID
2. jmap：查看堆内存使用情况和堆所使用的gc收集器。可用于解决堆的oom问题
3. jstack：查看进程的线程快照，可以定位死锁问题