Java 虚拟机部分面试题

Java虚拟机部分的面试内容包括三部分：GC、类加载机制以及内存

Java内存区域

1. JVM内存分为哪几部分，这些部分分别都存储哪些数据？
   线程隔离的数据区：程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈。
   由所有线程共享的数据区：Java堆、方法区。
   程序计数器
   可以看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。
   Java虚拟机栈
   Java虚拟栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。
   本地方法栈
   本地方法栈与Java虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的。它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到Native方法服务。
   Java堆
   存放对象实例
   方法区
   存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

2. 对象的创建过程
   例如：

Dog dog= new Dog()；

当虚拟机执行到new指令时，它先在常量池中查找“Dog”，看能否定位到Dog类的符号引用；如果能，说明这个类已经被加载到方法区了，则继续执行。如果没有，就让Class Loader先执行类的加载。

然后，虚拟机开始为该对象分配内存，对象所需要的内存大小在类加载完成后就已经确定了。这时候只要在堆中按需求分配空间即可。具体分配内存时有两种方式，第一种，内存绝对规整，那么只要在被占用内存和空闲内存间放置指针即可，每次分配空间时只要把指针向空闲内存空间移动相应距离即可，当某对象被GC回收后，则需要进行某些对象内存的迁移。第二种，空闲内存和非空闲内存夹杂在一起，那么就需要用一个列表来记录堆内存的使用情况，然后按需分配内存。

对于多线程的情况，如何确保一个线程分配了对象内存但尚未修改内存管理指针时，其他线程又分配该块内存而覆盖的情况？有一种方法，就是让每一个线程在堆中先预分配一小块内存（TLAB本地线程分配缓冲），每个线程只在自己的内存中分配内存。但对象本身按其访问属性是可以线程共享访问的。

内存分配到后，虚拟机将分配的内存空间都初始化为零值(不包括对象头)。实例变量按变量类型初始化相应的默认值（数值型为0，boolan为false），所以实例变量不赋初值也能使用。接着设置对象头信息，比如对象的哈希值，GC分代年龄等。

从虚拟机角度，此时一个新的对象已经创建完成了。但从我们程序运行的角度，新建对象才刚刚开始，对象的构造方法还没有执行。只有执行完构造方法，按构造方法进行初始化后，对象才是彻底创建完成了。

构造函数的执行还涉及到调用父类构造器，如果没有显式声明调用父类构造器，则自动添加默认构造器。

到此，new运算符可以返回堆中这个对象的引用了。

此刻，会根据dog这个变量是实例变量、局部变量或静态变量的不同将引用放在不同的地方：

如果dog局部变量，dog变量在栈帧的局部变量表，这个对象的引用就放在栈帧。
如果dog是实例变量，dog变量在堆中，对象的引用就放在堆。
如果dog是静态变量，dog变量在方法区，对象的引用就放在方法区。

GC

1. 在Java中如何判断对象已死？

   （1）应用计数法
   （2）可达性分析法

2. 在Java中对象什么时候可以被回收？

   当一个对象到GC Roots不可达时，在下一个垃圾回收周期中尝试回收该对象，如果该对象重写了finalize()方法，并在这个方法中成功自救(将自身赋予某个引用)，那么这个对象不会被回收。但如果这个对象没有重写finalize()方法或者已经执行过这个方法，也自救失败，该对象将会被回收。

3.垃圾收集算法

（1）标记-清除法（2）复制算法（3）标记-整理法（4）分代收集算法

类加载机制

类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载七个阶段。其中，类加载的过程包括了加载、验证、准备、解析、初始化五个阶段。