jvm包含哪几个部分？
JVM 主要由四大部分组成：ClassLoader（类加载器），Runtime Data Area（运行时数据区，内存分区），Execution Engine（执行引擎），Native Interface（本地库接口）
下图可以大致描述 JVM 的结构
VM 是执行 Java 程序的虚拟计算机系统，执行过程：
首先需要准备好编译好的 Java 字节码文件（即class文件），计算机要运行程序需要先通过一定方式（类加载器）将 class 文件加载到内存中（运行时数据区），但是字节码文件是JVM定义的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解释器（执行引擎）将字节码翻译成特定的操作系统指令集交给 CPU 去执行，这个过程中会需要调用到一些不同语言为 Java 提供的接口（例如驱动、地图制作等），这就用到了本地 Native 接口（本地库接口）。
- ClassLoader：负责加载字节码文件即 class 文件，class 文件在文件开头有特定的文件标示，并且 ClassLoader 只负责class 文件的加载，至于它是否可以运行，则由 Execution Engine 决定。
- Runtime Data Area：是存放数据的，分为五部分：Stack（虚拟机栈），Heap（堆），Method Area（方法区），PC Register（程序计数器），Native Method Stack（本地方法栈）。几乎所有的关于 Java 内存方面的问题，都是集中在这块。
- Execution Engine：执行引擎，也叫 Interpreter。Class 文件被加载后，会把指令和数据信息放入内存中，Execution Engine 则负责把这些命令解释给操作系统，即将 JVM 指令集翻译为操作系统指令集。
- Native Interface：负责调用本地接口的。他的作用是调用不同语言的接口给 JAVA 用，他会在 Native Method Stack 中记录对应的本地方法，然后调用该方法时就通过 Execution Engine 加载对应的本地 lib。原本多用于一些专业领域，如JAVA驱动，地图制作引擎等，现在关于这种本地方法接口的调用已经被类似于Socket通信，WebService等方式取代。
JVM是如何运行的？
1.jvm的装入和配置
2.装载jvm
3.初始化JVM，获得本地调用接口
4.运行Java程序
Java程序是怎么运行的？
写好的 Java 源代码文件经过 Java 编译器编译成字节码文件后，通过类加载器加载到内存中，才能被实例化，然后到 Java 虚拟机中解释执行，最后通过操作系统操作 CPU 执行获取结果
jre是什么？
JRE（Java Runtime Environment）是Java应用程序的运行环境，它是Java开发工具包（JDK）中的一个组成部分。JRE包含了Java虚拟机（JVM），以及用于执行Java程序所必需的类库和其他支持文件。
与JDK不同，JRE不包含Java开发工具，它只提供了运行Java程序所需的组件。因此，如果只是想运行Java程序而不是进行Java开发，那么只需要安装JRE就可以了。
运行时数据区的五大部分?
- Stack（虚拟机栈）：每个线程在Java虚拟机中都有一个私有的栈，用于存储方法调用的局部变量、操作数栈、返回值和异常处理信息。每当一个方法被调用时，一个新的栈帧会被压入该线程的虚拟机栈中，栈帧包含了该方法的局部变量、操作数栈、返回地址等信息。当该方法执行完毕时，对应的栈帧会被弹出栈，控制权返回到调用该方法的方法中。
- Heap（堆）：堆是Java虚拟机中所有线程共享的内存区域，用于存储动态分配的对象和数组。当程序需要创建一个对象时，Java虚拟机会在堆中分配一块足够大的空间来存储该对象，对象在堆中的位置由Java虚拟机自动管理。
- Method Area（方法区）：方法区也是所有线程共享的内存区域，用于存储类的信息、静态变量、常量池等数据。在方法区中，每个类都有一个运行时常量池，用于存储字面量和符号引用，包括类、方法、字段等。方法区还包括Java虚拟机加载的所有类的代码、类的静态变量、类的字节码等信息。
- PC Register（程序计数器）：程序计数器是一块较小的内存区域，用于记录线程正在执行的Java虚拟机字节码指令的地址。每个线程都有自己的程序计数器，并且在任何时候只有一个方法正在被执行，程序计数器就指向该方法的下一条指令。
- Native Method Stack（本地方法栈）：本地方法栈与虚拟机栈类似，但是它存储的是Java虚拟机调用本地方法（使用非Java语言编写的方法）时的相关信息。和虚拟机栈一样，每当一个本地方法被调用时，一个新的栈帧就会被压入本地方法栈中，当该方法执行完毕时，对应的栈帧也会被弹出栈。
本地方法栈有什么用？
没有程序计数器，Java程序中的流程控制将无法得到正确的控制，多线程也无法正确的轮换。
类存放在哪里？
在Java虚拟机中，类的字节码以及类的相关信息存放在方法区或永久代（Permanent Generation，JDK7及之前版本）中。
局部变量存放在哪里？
局部变量存放在Java虚拟机栈中，每个线程在Java虚拟机栈中都有一个私有的栈帧（Stack Frame），用于存储方法调用的局部变量、操作数栈、返回值和异常处理信息。
介绍一下Java代码的编译过程
- 准备过程：初始化插入式注解处理器。
- 解析与填充符号表：
- 词法、语法分析，将源代码的字符流转变为标记集合，构造出抽象语法树。
- 填充符号表，产生符号地址和符号信息。
- 插入式注解处理器的注解处理：
在Javac源码中，插入式注解处理器的初始化过程是在initPorcessAnnotations()方法中完成的，而它的执行过程则是在processAnnotations()方法中完成。这个方法会判断是否还有新的注解处理器需要执行，如果有的话，通过JavacProcessing-Environment类的doProcessing()方法来生成一个新的JavaCompiler对象，对编译的后续步骤进行处理。 - 分析与字节码生成：
- 标注检查，对语法的静态信息进行检查。
- 数据流及控制流分析，对程序动态运行过程进行检查。
- 解语法糖，将简化代码编写的语法糖还原为原有的形式。
- 字节码生成，将前面各个步骤所生成的信息转化成字节码。
注意：注解处理中又可能会产生新的符号，如果有新的符号产生，就必须转回到之前的解析、填充符号表的过程中重新处理这些新符号
介绍一下类加载的过程
加载-验证-准备-解析-初始化-使用-卸载
介绍一下对象的实例化过程
- 加载类：Java虚拟机会首先加载该类的字节码，并在方法区中创建一个运行时数据结构，用于存储该类的所有信息，包括类的名称、方法信息、字段信息等。
- 分配内存：Java虚拟机在堆（Heap）中为该类的对象分配内存空间。堆是Java虚拟机中所有线程共享的内存区域，用于存储对象实例。
- 初始化零值：Java虚拟机会对新分配的内存空间进行零值初始化。基本类型变量会被初始化为0，而引用类型变量会被初始化为null。
- 执行构造函数：Java虚拟机调用该类的构造函数，初始化该对象的所有属性。构造函数是一个特殊的方法，用于初始化对象实例。
- 返回对象引用：对象初始化完成后，Java虚拟机返回该对象的引用，该引用可以被赋值给一个变量，或作为参数传递给方法等。
元空间在栈内还是栈外？
在栈外，元空间占用的是本地内存。
谈谈JVM的类加载器，以及双亲委派模型
Java虚拟机（JVM）的类加载器（ClassLoader）负责将Java类文件加载到JVM中，使得这些类能够被JVM使用。在Java中，类加载器主要分为三种类型：启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用程序类加载器（Application ClassLoader）
启动类加载器负责加载JVM自身需要的基础类库，如java.lang、java.util等。扩展类加载器负责加载JVM扩展的类库，如JDBC驱动程序等。应用程序类加载器负责加载应用程序的类和资源文件。除了这三种标准类加载器外，开发者还可以自定义类加载器来满足特定需求，如热部署等。
双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应有自己的父类加载器。
其工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到最顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去完成加载。
这种委派模型的好处是可以避免重复加载类，使得Java应用程序的类加载更加高效和安全。
介绍一下Java的垃圾回收机制
定义哪些内存需要回收：
在Java内存运行时区域的各个部分中，堆和方法区这两个区域则有着很显著的不确定性：一个接口的多个实现类需要的内存可能会不一样，一个方法所执行的不同条件分支所需要的内存也可能不一样，只有处于运行期间，我们才能知道程序究竟会创建哪些对象，创建多少个对象，这部分内存的分配和回收是动态的。垃圾收集器所关注的正是这部分内存该如何管理
定义垃圾
1.引用计数算法
在对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加一；当引用失效时，计数器值就减一；任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的。
2.可达性分析算法
通过一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程所走过的路径称为“引用链”（Reference Chain），如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时，则证明此对象是不可能再被使用的。
回收垃圾的方法
分代收集理论：
它建立在两个分代假说之上：
- 弱分代假说（Weak Generational Hypothesis）：绝大多数对象都是朝生夕灭的。
- 强分代假说（Strong Generational Hypothesis）：熬过越多次垃圾收集过程的对象就越难以消亡。
收集器应该将Java堆划分出不同的区域，然后将回收对象依据其年龄分配到不同的区域之中存储
1.标记清除算法：
最早出现也是最基础的垃圾收集算法是“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，统一回收掉所有被标记的对象，也可以反过来，标记存活的对象，统一回收所有未被标记的对象。
但是如果可回收对象很多的话会产生大量时间开销。
2.标记复制算法
为了解决标记-清除算法面对大量可回收对象时执行效率低的问题，将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉
3.标记整理算法
标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向内存空间一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存
JVM中一次完整的GC流程是怎样的？
ParNew 垃圾回收器，它按照 8:1:1 将新生代分成 Eden 区，以及两个 Survivor 区。某一时刻，我们创建的对象将 Eden 区全部挤满，这个对象就是挤满新生代的最后一个对象。此时，Minor GC 就触发了。
在正式 Minor GC 前，JVM 会先检查新生代中对象，是比老年代中剩余空间大还是小。
- 老年代剩余空间大于新生代中的对象大小，那就直接Minor GC，GC完survivor不够放，老年代也绝对够放；
- 老年代剩余空间小于新生代中的对象大小，这个时候就要查看是否启用了“老年代空间分配担保规则”。
老年代中剩余空间大小，大于历次Minor GC之后剩余对象的大小，进行 Minor GC；
老年代中剩余空间大小，小于历次Minor GC之后剩余对象的大小，进行Full GC，把老年代空出来再检查。
开启老年代空间分配担保规则只能说是大概率上来说，Minor GC 剩余后的对象够放到老年代，所以当然也会有万一，Minor GC 后会有这样三种情况：
- Minor GC 之后的对象足够放到 Survivor 区，皆大欢喜，GC 结束；
- Minor GC 之后的对象不够放到 Survivor 区，接着进入到老年代，老年代能放下，那也可以，GC 结束；
- Minor GC 之后的对象不够放到 Survivor 区，老年代也放不下，那就只能 Full GC。
Full GC会导致什么？
Full GC会“Stop The World”，即在GC期间全程暂停用户的应用程序。
