下面這篇文章匯集了阿里、美團、Oracle等大廠的JVM考點，你是否能回答得上來？

　　什么是Java虛擬機？為什么Java被稱作是“平臺無關(guān)的編程語言”？

　　Java代碼是怎么運行的？

　　Java虛擬機是如何加載Java類的?

　　JVM運行內(nèi)存的分類

　　如何監(jiān)控和診斷JVM堆內(nèi)和堆外內(nèi)存使用？

　　Java四引用是什么？

　　如何理解JVM內(nèi)置的編譯或GC日志？

　　JVM的永久代中會發(fā)生垃圾回收么？

　　Java中的兩種異常類型是什么？他們有什么區(qū)別？

　　JVM是如何實現(xiàn)同步的？

　　Java內(nèi)在模型是什么？

　　即使編譯器有哪些優(yōu)化？

　　在什么情況下重復(fù)讀寫操作會被優(yōu)化？

　　什么樣的垃圾才被回收？

　　什么時候會導(dǎo)致垃圾回收？

　　如何利用JFR和JMC監(jiān)控Java程序？

　　如何利用UnsafeAPI繞開JVM的控制？

　　如何利用字節(jié)碼注入為已有代碼加料？

　　1、什么是Java虛擬機？為什么Java被稱作是“平臺無關(guān)的編程語言”？

　　Java虛擬機是一個可以執(zhí)行Java字節(jié)碼的虛擬機進程。Java源文件被編譯成能被Java虛擬機執(zhí)行的字節(jié)碼文件。

　　Java被設(shè)計成允許應(yīng)用程序可以運行在任意的平臺，而不需要程序員為每一個平臺單獨重寫或者是重新編譯。Java虛擬機讓這個變?yōu)榭赡埽驗樗赖讓佑布脚_的指令長度和其他特性。

　　2、Java代碼是怎么運行的？

　　這個問題可以分三塊來回答：

　　為什么Java要在虛擬機里運行？

　　Java虛擬機具體是怎樣運行Java字節(jié)碼的？

　　Java虛擬機的運行效率究竟是怎么樣的？

　　Java之所以要在虛擬機中運行，是因為它提供了可移植性。一旦Java代碼被編譯為Java字節(jié)碼，便可以在不同平臺上的Java虛擬機實現(xiàn)上運行。此外，虛擬機還提供了一個代碼托管的環(huán)境，代替我們處理部分冗長而且容易出錯的事務(wù)，例如內(nèi)存管理。

　　Java虛擬機將運行時內(nèi)存區(qū)域劃分為五個部分，分別為方法區(qū)、堆、PC寄存器、Java方法棧和本地方法棧。Java程序編譯而成的class文件，需要先加載至方法區(qū)中，方能在Java虛擬機中運行。

　　為了提高運行效率，標準JDK中的HotSpot虛擬機采用的是一種混合執(zhí)行的策略。首先，它會解釋執(zhí)行Java字節(jié)碼，然后會將其中反復(fù)執(zhí)行的熱點代碼，以方法為單位進行即時編譯，翻譯成機器碼后直接運行在底層硬件之上。HotSpot裝載了多個不同的即時編譯器，以便在編譯時間和生成代碼的執(zhí)行效率之間做取舍。

　　3、Java虛擬機是如何加載Java類的?

　　Java虛擬機將字節(jié)流轉(zhuǎn)化為Java類的過程，可分為加載、鏈接以及初始化三大步驟。也可以用蓋房子來類比Java虛擬機中的類加載。

　　加載是指查找字節(jié)流，并且據(jù)此創(chuàng)建類的過程。以蓋房子為例，村里的Tony要蓋個房子，那么按照流程他得先找個建筑師，跟他說想要設(shè)計一個房型，比如說“一房、一廳、四衛(wèi)”。這里的房型相當于類，而建筑師，就相當于類加載器。村里有許多建筑師，他們等級森嚴，但有著共同的祖師爺，叫啟動類加載器（bootclassloader）。

　　加載需要借助類加載器，在Java虛擬機中，類加載器使用了雙親委派模型，即接收到加載請求時，會先將請求轉(zhuǎn)發(fā)給父類加載器。

　　鏈接，是指將創(chuàng)建成的類合并至Java虛擬機中，使之能夠執(zhí)行的過程。鏈接還分驗證、準備和解析三個階段。其中，解析階段為非必須的。

　　初始化，則是為標記為常量值的字段賦值，以及執(zhí)行

　　4、如何監(jiān)控和診斷JVM堆內(nèi)和堆外內(nèi)存使用？

　　了解JVM內(nèi)存的方法有很多，具體能力范圍也有區(qū)別，簡單總結(jié)如下：

　　可以使用綜合性的圖形化工具，如JConsole、VisualVM（注意，從OracleJDK9開始，VisualVM已經(jīng)不再包含在JDK安裝包中）等。這些工具具體使用起來相對比較直觀，直接連接到Java進程，然后就可以在圖形化界面里掌握內(nèi)存使用情況。以JConsole為例，其內(nèi)存頁面可以顯示常見的堆內(nèi)存和各種堆外部分使用狀態(tài)。

　　也可以使用命令行工具進行運行時查詢，如jstat和jmap等工具都提供了一些選項，可以查看堆、方法區(qū)等使用數(shù)據(jù)。

　　或者，也可以使用jmap等提供的命令，生成堆轉(zhuǎn)儲（HeapDump）文件，然后利用jhat或EclipseMAT等堆轉(zhuǎn)儲分析工具進行詳細分析。

　　如果你使用的是Tomcat、Weblogic等JavaEE服務(wù)器，這些服務(wù)器同樣提供了內(nèi)存管理相關(guān)的功能。

　　另外，從某種程度上來說，GC日志等輸出，同樣包含著豐富的信息。

　　這里有一個相對特殊的部分，就是是堆外內(nèi)存中的直接內(nèi)存，前面的工具基本不適用，可以使用JDK自帶的NativeMemoryTracking（NMT）特性，它會從JVM本地內(nèi)存分配的角度進行解讀。

　　5、JVM的永久代中會發(fā)生垃圾回收么？

　　垃圾回收不會發(fā)生在永久代，如果永久代滿了或者是超過了臨界值，會觸發(fā)完全垃圾回收(FullGC)。如果你仔細查看垃圾收集器的輸出信息，就會發(fā)現(xiàn)永久代也是被回收的。這就是為什么正確的永久代大小對避免FullGC是非常重要的原因。

　　(注：Java8中已經(jīng)移除了永久代，新加了一個叫做元數(shù)據(jù)區(qū)的native內(nèi)存區(qū))

　　6、在Java中，對象什么時候可以被垃圾回收？

　　當對象對當前使用這個對象的應(yīng)用程序變得不可觸及的時候，這個對象就可以被回收了。

　　7、Java中的兩種異常類型是什么？他們有什么區(qū)別？

　　Java中有兩種異常：受檢查的(checked)異常和不受檢查的(unchecked)異常。不受檢查的異常不需要在方法或者是構(gòu)造函數(shù)上聲明，就算方法或者是構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行可能會拋出這樣的異常，并且不受檢查的異常可以傳播到方法或者是構(gòu)造函數(shù)的外面。相反，受檢查的異常必須要用throws語句在方法或者是構(gòu)造函數(shù)上聲明。還有一些Java異常處理的小建議，我的專欄里都有提到。

　　8、JVM垃圾回收算法

　　標記-清除算法：首先標記出所有需要回收的對象，在標記完成后統(tǒng)一回收所有被標記的對象。

　　復(fù)制算法：將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當一塊內(nèi)存用完了，將還存另外一塊上面，然后在把已使用過的內(nèi)存空間一次清理掉。

　　標記-整理算法：標記過程與“標記-清除”算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對可回收對象進行清理，而是讓所一端移動，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。

　　分代收集算法：一般是把Java堆分為新生代和老年代，根據(jù)各個年代的特點采用最適當?shù)氖占惴āＰ律及l(fā)現(xiàn)有大批對象死去，選用復(fù)制算法。老年代中因為對象存活率高，必須使用“標記-清理”或“標記-整理”算法來進行回收。

　　以上就是動力節(jié)點java培訓(xùn)機構(gòu)小編介紹的“JVM考點：高級Java工程師面試必備”的內(nèi)容，希望對大家有幫助，如有疑問，請在線咨詢，有專業(yè)老師隨時為你服務(wù)。

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