jvm面试题

简介: jvm

heap 和stack 有什么区别?

(1)申请方式


stack:由系统自动分配。例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为 b 开辟空间


heap:需要程序员自己申请,并指明大小,在 c 中 malloc 函数,对于Java 需要手动 new Object()的形式开辟


(2)申请后系统的响应


stack:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。


heap:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。


(3)申请大小的限制


stack:栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在 WINDOWS 下,栈的大小是 2M(默认值也取决于虚拟内存的大小),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示 overflow。因此,能从栈获得的空间较小。


heap:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的, 自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见, 堆获得的空间比较灵活,也比较大。


(4)申请效率的比较


stack:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。


heap:由 new 分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。


(5)heap和stack中的存储内容


stack:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址, 然后是函数的各个参数,在大多数的 C 编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。


当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。


heap:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。


. 什么情况下会发生栈内存溢出?

1、栈是线程私有的,栈的生命周期和线程一样,每个方法在执行的时候就会创建一个栈帧,它包含局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息,局部变量表又包括基本数据类型和对象的引用;2、当线程请求的栈深度超过了虚拟机允许的最大深度时,会抛出StackOverFlowError异常,方法递归调用肯可能会出现该问题;3、调整参数-xss去调整jvm栈的大小


. 谈谈对 OOM 的认识?如何排查 OOM 的问题?

除了程序计数器,其他内存区域都有 OOM 的风险。


栈一般经常会发生 StackOverflowError,比如 32 位的 windows 系统单进程限制 2G 内存,无限创建线程就会发生栈的 OOM


Java 8 常量池移到堆中,溢出会出 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space,设置最大元空间大小参数无效;


堆内存溢出,报错同上,这种比较好理解,GC 之后无法在堆中申请内存创建对象就会报错;


方法区 OOM,经常会遇到的是动态生成大量的类、jsp 等;


直接内存 OOM,涉及到 -XX:MaxDirectMemorySize 参数和 Unsafe 对象对内存的申请。


排查 OOM 的方法:


增加两个参数 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof,当 OOM 发生时自动 dump 堆内存信息到指定目录;


同时 jstat 查看监控 JVM 的内存和 GC 情况,先观察问题大概出在什么区域;


使用 MAT 工具载入到 dump 文件,分析大对象的占用情况,比如 HashMap 做缓存未清理,时间长了就会内存溢出,可以把改为弱引用 。


. 谈谈 JVM 中的常量池?

JVM常量池主要分为 Class文件常量池、运行时常量池,全局字符串常量池,以及基本类型包装类对象常量池 。


Class文件常量池。class文件是一组以字节为单位的二进制数据流,在java代码的编译期间,我们编写的java文件就被编译为.class文件格式的二进制数据存放在磁盘中,其中就包括class文件常量池。


运行时常量池:运行时常量池相对于class常量池一大特征就是具有动态性,java规范并不要求常量只能在运行时才产生,也就是说运行时常量池的内容并不全部来自class常量池,在运行时可以通过代码生成常量并将其放入运行时常量池中,这种特性被用的最多的就是String.intern()。


全局字符串常量池:字符串常量池是JVM所维护的一个字符串实例的引用表,在HotSpot VM中,它是一个叫做StringTable的全局表。在字符串常量池中维护的是字符串实例的引用,底层C++实现就是一个Hashtable。这些被维护的引用所指的字符串实例,被称作”被驻留的字符串”或”interned string”或通常所说的”进入了字符串常量池的字符串”。


基本类型包装类对象常量池:java中基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术,这些类是Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean,另外两种浮点数类型的包装类则没有实现。另外上面这5种整型的包装类也只是在对应值小于等于127时才可使用对象池,也即对象不负责创建和管理大于127的这些类的对象。


. 如何判断一个对象是否存活?

判断一个对象是否存活,分为两种算法1:引用计数法;2:可达性分析算法;


引用计数法:给每一个对象设置一个引用计数器,当有一个地方引用该对象的时候,引用计数器就+1,引用失效时,引用计数器就-1;当引用计数器为0的时候,就说明这个对象没有被引用,也就是垃圾对象,等待回收;缺点:无法解决循环引用的问题,当A引用B,B也引用A的时候,此时AB对象的引用都不为0,此时也就无法垃圾回收,所以一般主流虚拟机都不采用这个方法;


可达性分析法从一个被称为GC Roots的对象向下搜索,如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连接时,说明此对象不可用,在java中可以作为GC Roots的对象有以下几种:


虚拟机栈中引用的对象


方法区类静态属性引用的变量


方法区常量池引用的对象


本地方法栈JNI引用的对象


但一个对象满足上述条件的时候,不会马上被回收,还需要进行两次标记;第一次标记:判断当前对象是否有finalize()方法并且该方法没有被执行过,若不存在则标记为垃圾对象,等待回收;若有的话,则进行第二次标记;第二次标记将当前对象放入F-Queue队列,并生成一个finalize线程去执行该方法,虚拟机不保证该方法一定会被执行,这是因为如果线程执行缓慢或进入了死锁,会导致回收系统的崩溃;如果执行了finalize方法之后仍然没有与GC Roots有直接或者间接的引用,则该对象会被回收;


. 强引用、软引用、弱引用、虚引用是什么,有什么区别?

强引用,就是普通的对象引用关系,如 String s = new String(“ConstXiong”)


软引用,用于维护一些可有可无的对象。只有在内存不足时,系统则会回收软引用对象,如果回收了软引用对象之后仍然没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。SoftReference 实现


弱引用,相比软引用来说,要更加无用一些,它拥有更短的生命周期,当 JVM 进行垃圾回收时,无论内存是否充足,都会回收被弱引用关联的对象。WeakReference 实现


虚引用是一种形同虚设的引用,在现实场景中用的不是很多,它主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。PhantomReference 实现


. 被引用的对象就一定能存活吗?

不一定,看 Reference 类型,弱引用在 GC 时会被回收,软引用在内存不足的时候,即 OOM 前会被回收,但如果没有在 Reference Chain 中的对象就一定会被回收。


. Java中的垃圾回收算法有哪些?

java中有四种垃圾回收算法,分别是标记清除法、标记整理法、复制算法、分代收集算法; 标记清除法 :第一步:利用可达性去遍历内存,把存活对象和垃圾对象进行标记;第二步:在遍历一遍,将所有标记的对象回收掉;特点:效率不行,标记和清除的效率都不高;标记和清除后会产生大量的不连续的空间分片,可能会导致之后程序运行的时候需分配大对象而找不到连续分片而不得不触发一次GC


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