JVM基础面试题库

1.JVM中的垃圾收集器有哪些，它们的工作原理是什么？

JVM中的垃圾收集器主要包括以下几种：

1、 Serial收集器：它是一个单线程收集器，工作时会暂停所有其他工作线程（"Stop-The-World"），它的优点是简单高效（与其他收集器的单线程比），适用于单核处理器的环境。

2、 ParNew收集器：可以看作是Serial收集器的多线程版本，主要用于新生代的垃圾收集，适合多核处理器环境。

3、 Parallel Scavenge收集器：也是一个新生代垃圾收集器，使用多线程收集，注重吞吐量（CPU用于运行用户代码的时间比率）。

4、 Serial Old收集器：是Serial收集器的老年代版本，单线程，采用标记-整理算法。

5、 Parallel Old收集器：是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程并行收集，目标是提高系统吞吐量。

6、 CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器：以获取最短回收停顿时间为目标，使用多线程并发标记和清除算法。

7、 G1（Garbage-First）收集器：采用分区堆（Heap）和增量式垃圾回收，目标是兼顾吞吐量和停顿时间。

2.JVM中的类加载器有哪些，它们各自的作用是什么？

JVM中的类加载器主要有三种：

1、启动类加载器（BootstrapClassLoader） ：它负责加载存放在<JAVA_HOME>/jre/lib目录中，或者被-Xbootclasspath参数指定的路径中的类库。

2、扩展类加载器（Extension ClassLoader） ：它负责加载<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目录中的类库。

3、应用程序类加载器（Application ClassLoader） ：它负责加载用户类路径（Classpath）上所指定的类库。

每个类加载器都有其特定的加载范围，这种层次关系保证了Java程序稳定运行。

3.JVM中垃圾回收的算法有哪些？

JVM垃圾回收的主要算法包括：

1、标记-清除算法（Mark-Sweep） ：先标记出所有需要回收的对象，然后统一清除这些对象。

2、复制算法（Copying） ：将内存分为两块，每次只使用其中一块，当这一块的内存用完了，就把还活着的对象复制到另一块上去。

3、标记-整理算法（Mark-Compact） ：类似于标记-清除算法，但在清除后会进行内存整理，减少碎片。

4、分代收集算法（Generational Collection） ：根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，如年轻代、老年代等，采用适合各个年代的收集算法。

4.JVM如何判断对象是否死亡？

JVM判断对象是否死亡主要有两种方式：

1、引用计数法：给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。

2、可达性分析：通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。

5.JVM中有哪些引用类型？

JVM中主要有四种引用类型：

1、强引用（Strong Reference） ：普通的对象引用，只要强引用还存在，垃圾回收器永远不会回收掉被引用的对象。

2、软引用（Soft Reference） ：内存不足时，会被垃圾回收器回收掉。

3、弱引用（Weak Reference） ：只能生存到下一次垃圾收集之前，当垃圾回收器工作时，无论内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。

4、虚引用（Phantom Reference） ：最弱的一种引用关系，无法通过虚引用来获取对象实例，它的存在仅仅是为了在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。

6.JVM的永久代（PermGen）和元空间（Metaspace）有什么区别？

永久代（PermGen）和元空间（Metaspace）是JVM中存储类元数据的区域，二者的主要区别如下：

1、存储位置：永久代是在JVM的堆内存中，而元空间位于本地内存。

2、大小限制：永久代的大小是固定的，容易出现内存溢出；元空间利用本地内存，所以默认情况下只受本地内存大小限制。

3、回收机制：永久代的回收主要针对常量池的回收和对类型的卸载；元空间提供了更好的性能，在使用本地内存的同时，减少了垃圾收集的频率。

7.JVM中的堆和栈有什么区别？

堆和栈是JVM中两个重要的内存区域，它们的主要区别如下：

1、用途：堆用于存储对象实例和数组，是垃圾回收的主要区域；栈用于存储局部变量、操作数栈和控制流。

2、线程共享性：堆是被所有线程共享的内存区域，而栈是线程私有的。

3、内存分配：堆的内存分配是动态的，适用于动态对象的存储；栈的内存分配是连续的，适用于临时变量的存储。

4、内存回收：堆的内存回收由垃圾回收器处理，栈的内存分配和回收是自动的。

8.JVM中Full GC触发的原因有哪些？

Full GC触发的原因主要有以下几点：

1、老年代空间不足：老年代存放长期存活的对象，当老年代空间不足时，会触发Full GC。

2、永久代或元空间不足：当存储类元数据的区域空间不足时，同样会触发Full GC。

3、System.gc()调用：系统调用System.gc()时，通常会触发Full GC。

4、JVM参数：由于某些JVM参数设置不当，如过小的堆空间，也可能触发Full GC。

5、Eden区、Survivor区向老年代晋升失败：如果Eden区或Survivor区中的对象在Minor GC后仍然存活，并且老年代无法容纳这些对象，也会触发Full GC。

9.JVM中的类加载器有哪些，它们各自的作用是什么？

JVM中的类加载器主要有以下几种：

1、启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）： 加载Java的核心库（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar等），是所有类加载器的父加载器。

2、扩展类加载器（Extension ClassLoader）： 加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录中或者由java.ext.dirs系统属性指定的路径中的类库。

3、应用程序类加载器（Application ClassLoader）： 加载用户类路径（Classpath）上的类库，如果应用中没有定义自己的类加载器，这将是默认的类加载器。

每个类加载器都有自己的职责范围，确保Java应用能够加载类的灵活性和安全性。

10.JVM内存区域划分及其作用是什么？

JVM的内存区域主要包括：

1、方法区（Method Area）： 存储类信息、常量、静态变量等。

2、堆（Heap）： 存放对象实例，是垃圾收集器管理的主要区域。

3、栈（Stack）： 存放方法的局部变量表、操作数栈、动态链接等信息。

4、程序计数器（Program Counter Register）： 当前线程所执行的字节码的行号指示器。

5、本地方法栈（Native Method Stack）： 为Native方法服务。

这些区域各司其职，共同支持了Java程序的运行。