说下JVM的内部组成与作用

JVM

JVM包括两个子系统和两个组件，如上图所示
两个子系统为类加载器和执行引擎
两个组件为运行时数据区域和本地接口

这个好记（按顺序）

执行引擎（java -> class）
类加载器（加载class）
运行时数据区域（加载到内存中指这里）
本地库接口（运行需要本地接口支持）
本地方法库（接口需要依赖本地方法库）

联系：编译器会将java代码转为class字节码，类加载器将字节码加载到内存中，放在方法区内，字节码是JVM的一套指令集规范，并不能作用于操作系统，需要由JVM的解释执行引擎翻译为CPU的底层指令，整个过程需要调用本地方法库来实现这个功能

jvm运行时区域

简单来说就是堆栈方法区和程序计数器

程序计数器

作用

读取指令，实现流程控制（选择、循环、顺序、异常处理）
多线程情况下，记录线程当前位置
唯一不会出现OOM的地方，随线程生命周期决定（不好理解）

虚拟机栈

会出现两个错误。StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError

StackOverFlowError：若Java虚拟机栈的内存大小不允许动态扩展，那么当线程请求栈的深度超过当前Java虚拟机栈的最大深度的时候，就抛出StackOverFlowError错误。
OutOfMemoryError： Java虚拟机栈的内存大小可以动态扩展，如果虚拟机在动态扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。
每次调用方法都会创建栈帧（包括局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址）
用来保存局部变量、参加方法计算与返回

本地方法栈

使用native方法服务
也会出现上述两种错误
native方法使用C语言编写

堆

内存中最大的一块。共享区域，存放对象和数组，都会在这里分配内存
所有的对象都会在堆中分配吗？有个逃逸的概念。从 JDK 1.7 开始已经默认开启逃逸分析，如果某些方法中的对象引用没有被返回或者未被外面使用（也就是未逃逸出去），那么对象可以直接在栈上分配内存。
是垃圾回收的主要区域
1.8以前，堆内存通常分为：新生代、老生代、永久代
1.8之后移除永久代，加入元空间，使用的直接内存（物理内存）
新生代又分为eden区和survivor区，survivor区分为from survivor和to survivor又叫s0，s1

方法区

放常量、静态变量，类加载信息，又被称为永久代。于1.8之后移除，用元空间代替
类信息包含版本、字段、方法、接口、父类等信息

元空间

1.8后出现，使用本地内存

运行时常量池

方法区的一部分，存放类信息和常量池表，当无法申请到内存时会OOM。字符串常量池在堆

直接内存

也会出现OOM的问题，受到本机总内存大小和处理器寻址空间的限制

聊聊垃圾回收

使用Java只创建对象而不销毁对象，C的话需要，这块JVM帮我们做了。
什么是垃圾？对象不再使用了，就应该被回收
如何判断是否还在使用了？引用计数法和可达性算法。引用简单，有对象引用为+1，无对象为-1.但无法处理对象相互依赖的情况。可达性算法类似于树的结构，一直往下搜，如果没有引用（直接或间接），那么对象就是不可用的，就可以被回收了
不懂，具体在聊聊？如果栈帧位于栈顶说明栈帧是活跃的，也就是线程被调用，栈帧指向堆的引用也是活跃的
然后就是标记，不关联的都会被清除，但就出现了内存碎片的问题。看着明明内存足够，却申请不下来
那如何解决？标记完之后，不直接清除，将有效的先复制到一份空间，再把另外一部门全部干掉，这有个明显缺点，前提得有空间去进行复制。
那如何解决？可以在当前区域内整理，存活的放一边，不存活的另一边，这也叫做整理
在堆中的大部分对象存活时间都很短，在gc的时候程序会短暂不能运作。
死的快的对象存于年轻代中，死的慢的在老年代中
年轻代的gc都是标记复制算法
新对象在eden区。那什么情况下会进入老年代中了？
对象过大（比如数组）或者对象太老没发生一次monor gc年龄+1，15岁到老年代。当eden不足的时候就会触发monor gc

介绍下CMS回收器吧

牺牲吞吐量来获得最短停顿时间的回收器，多应用于服务器的响应速度上

在启动 JVM 的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用 CMS 垃圾回收器

使用标记---清除算法来实现，在GC的时候会产生大量的碎片，当剩余内存不能满足要求的时候，临时 CMS 会采用 Serial Old 回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被降低。

整个GC过程可以分为4步

初始标记：标记 GC ROOT 能关联到的对象，需要 STW
并发标记：从 GCRoots 的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程，不需要 STW
重新标记：为了修正并发标记期间，因用户程序继续运作而导致标记产生改变的标记，需要 STW
并发清除：清理删除掉标记阶段判断的已经死亡的对象，不需要 STW

并发时间最长，但是不需要停止用户线程，其余两个相反，总体而言造成的停顿还是比较少的，大部分时候可以和用户线程一起工作

谈谈G1回收器

JDK9之后的默认回收器，不在区分年轻代和老年代进行垃圾回收

它把内存划分为了多个区域，可以通过-XX:G1HeapRegionSize 设置，大小为1~32M

对于大对象存储，超过区域大小的一半被认为是大对象，超过整个区域大小被认为超级大对象，会连续存储在N个Humongous Region中

G1 在进行回收的时候会在后台维护一个优先级列表，每次根据用户设定允许的收集停顿时间优先回收收益最大的 Region

整个GC过程可以分为4步

初始标记：标记 GC ROOT 能关联到的对象，需要 STW
并发标记：从 GCRoots 的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程，扫描完成后还会重新处理并发标记过程中产生变动的对象
重新标记：短暂暂停用户线程，再处理一次，需要 STW
筛选回收：更新 Region 的统计数据，对每个 Region 的回收价值和成本排序，根据用户设置的停顿时间制定回收计划。再把Region 中存活对象复制到空的 Region，同时清理旧的 Region。需要 STW

总的来说除了并发标记之外，其他几个过程也还是需要短暂的 STW。G1 的目标是在停顿和延迟可控的情况下尽可能提高吞吐量

分代收集器是如何工作的？

新生代占比三分之一，老年代三分之二

新生代中 eden ： s0 ： s1 = 8:1:1

简述minor GC和major GC

java内存分配通常在堆上分配，主要分配在新生代的eden区，如果启动了本地缓存，则优先在TLAB分配，少数情况下也会直接在老年代分配

对象在eden区分配，如果空间不足虚拟机将进行一次Minor GC，如果还是不够，则启用分配担保机制在老年代中分配内存。Minor GC的特点是比较频繁，回收速度比较快

Major GC和Full GC是发生在老年代的GC，出现Major GC一般也会伴随一次Full GC，Major GC通常比Minor GC慢10倍以上

大对象直接进入老年代中，如果在新生代中，会频繁的发生GC，长期存活的对象也存于老年代中，对象经过一次Minor GC年龄+1，默认到达15就会晋升为老年代

说下JVM是怎么调优的

数据库 - 代码 - jvm - 操作系统

JVM的调优工具有哪些

位于JDk的bin下jconsole

jconsole：JDK 自带的可视化管理工具，用于对 JVM 中的内存、线程和类等进行监控，对垃圾回收算法有很详细的跟踪，功能简单

VisualVM：如下图所示

在短短的运行时间中，Ede进行了49次GC,虽然时间短，但是能说明一个问题，新生代堆内存分配的空间太小，
导致频繁GC
同时，OId老年代也进行了33次GC,虽然运行时间也在不需要优化的范围内，而且从Survivor可以看出，基本没有GC,说明这些都是大对象，直接进入到了Old老年代，导致GC频繁
所以，我们需要进行的优化就是加大新生代和老年代堆内存的大小，同时减少大对象的产生
可将VM参数改为：-Xms512m-Xmx512m-Xmn128m-X:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

参考链接 — https://mikechen.cc/15386.html

谈谈常用命令及作用

jps：显示系统中所有的虚拟机进程
jstat：收集虚拟机各方面的运行数据
jinfo：显示虚拟机配置信息
jmap：生成虚拟机的内存转储快照
jhat：分析堆内存转储快照，不推荐使用，消耗资源而且慢
jstack：显示线程堆栈快照

讲讲你的调优思路

调优主要看场景，通常关注三个方面，内存占用（footprint），延时（latency）和吞吐量（throughput）

假设开发了一个应用服务，偶尔出现性能抖动，比较长的卡顿，评估用户可接受的响应时间和业务量，将目标简化为，希望GC暂停尽量控制在200ms之内，并且保证一定的吞吐量

利用工具。比如，用jstat查看日志的状态，开启GC日志，查看暂停时间段而导致的应用响应不及时

工具的使用。使用jps可查看Java进程基础信息。常用于看当前服务器有多少Java进程在运行，进程号及加载主类
jstat看GC情况
jinfo看运行参数
jmap看内存信息
jstack看线程信息，排查死锁相关问题

是Minor GC时间过长还是Mixed GC等出现异常停顿，如果不是，考虑切换到什么类型，如CMS和G1都是侧重于低延迟的GC选项

通过分析具体的参数和软硬件配置

验证是否达到调优目标，如果没有，重复进行调整和验证

系统运行日志(catlinna.out) —> 堆栈错误信息(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space) —> GC日志（设置命令，full gc 回收了多少空间） —> 线程快照（jstack） —> 堆转储快照（设置命令，jmap）

JVM调优的一些参数可以举例一些吗

-Xms2g：初始化堆大小为 2g；

-Xmx2g：堆最大内存为 2g；

-Xmn1g：新生代内存大小为1g；-XX:NewSize 新生代大小，-XX:MaxNewSize 新生代最大值，-Xmn 则是相当于同时配置 -XX:NewSize 和 -XX:MaxNewSize 为一样的值；

-XX:NewRatio=2：设置新生代的和老年代的内存比例为 1:2，即新生代占堆内存的1/3，老年代占堆内存的2/3；

-XX:SurvivorRatio=8：设置新生代Eden和两个Survivor比例为 8:1:1；

–XX:+UseParNewGC：对新生代使用并行垃圾回收器。

-XX:+UseParallelOldGC：对老年代并行垃圾回收器。

-XX:+UseConcMarkSweepGC：以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。

-XX:+PrintGC：开启打印gc信息；

-XX:+PrintGCDetails：打印gc详细信息。

java会内存泄漏吗？

java拥有GC机制，但还是会出现内存泄漏的情况，如果GC无法进行回收，那么就会导致泄漏

java对象引用类型有哪些？具体使用场景是什么？

强引用：new出来的就是，就算OOM也不会进行内存回收
软引用：发生内存溢出前会被回收。通常用来实现内存敏感的缓存，如果还有空闲内存，就可以暂存缓存，当内存不足时清除掉，这样就可以保证使用缓存的同时，不会耗尽内存
弱引用：gc的时候就会被回收，同样可用于内存敏感的缓存
虚引用：无法通过虚引用获得对象，作用在于在GC的时候返回一个系统通知

扩展

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