一、JVM
1. Jvm的体系结构？
包括： 类装载器(class loader subsystem)子系统、运行时数据、执行引擎(execution engine)。
说明：
jvm实例是一个进程，对应了一个独立运行的java程序；
执行引擎实例对应一个用户线程。
2. Jvm内存组成？(运行时数据)
a. 堆内存
运行时动态分配实例对象和数组，栈存放对象引用；
线程共享；
GC回收；
b. 栈内存
存储方法状态 如局部变量、方法参数、返回值等；
线程隔离；
执行方法先添加栈帧，执行完就出栈；
StackOverflowError,OutOfMemoryError.
c. Native栈
功能与栈相同；
每次调用本地方法，另起一个本地栈;
例如： JavaMethod -> JavaMethod -> CMethod -> CMethod -> JavaMethod -> JavaMethod.
d. 方法区
类加载.class文件后，存放 类型信息、属性、方法、静态或final常量；
线程共享；
e. 寄存器
pc程序计数器(记录下一个程序执行位置)；
optop操作数栈顶指针(记录Java栈区的指针)；
说明：
直接内存说明：
直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分。通过Native函数库直接分配的堆外内存，然后通过存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
3. 类装载器
a. 类加载过程
加载(Loading) 查找class字节码文件，直接的父类和接口都会加载到字节数组中；
链接(Linking)（a）检查：检查载入的class文件数据的正确性 （b）准备：给类的静态变量分配存储空间 （c）解析：将符号引用转成直接引用
初始化(init) 对静态变量、静态代码执行初始化操作。
b. 类加载实现原理
JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述(继承关系)：
①Bootstrap ClassLoader
负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类
②Extension ClassLoader
负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
③App ClassLoader
负责记载classpath中指定的jar包及目录中class
④Custom ClassLoader
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader
加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。
双亲委派模型
某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。
优势：
保证类加载器与类的唯一性，安全性
双亲委派模型的系统实现：
在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中，先检查是否已经被加载过，若没有加载则调用父类加载器的loadClass()方法，若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。如果父加载失败，则抛出ClassNotFoundException异常后，再调用自己的findClass()方法进行加载。
4. 执行引擎
将字节码文件转换成jvm可以识别的指令；
解释器：一条一条的读取，解释并执行字节码指令；
即时(Just-In-Time)编译器：为了弥补解释器的缺点，在合适的时候，将常用的方法编译成本地代码。
。因此，内置了JIT编译器的JVM都会检查方法的执行频率，如果一个方法的执行频率超过一个特定的值的话，那么这个方法就会被编译成本地代码。
二、GC
1. 判断对象是否存活的算法？
a. 引用计数算法
原理： 为每个对象增加一个引用计数器，当计数器为0，代表对象已经死亡；
问题：很难解决循环引用问题。
b. 可达性分析算法
原理： 它的基本思想是通过一系列被称为“GC Root”的对象为起点，从这个起点向下搜索，搜索走过的路径称为引用链，当某个对象不在任何引用链上时，则说明这个对象不可能再被使用。
GC Root包括以下几种对象：
1. 虚拟机栈中引用的对象；
2. 本地方法栈中JNI引用的对象；
3. 方法区中类静态成员变量引用的对象；
4. 方法区中常量引用的对象；
2. 内存分配和回收策略
目前为止，jvm已经发展处三种比较成熟的垃圾收集算法：1.标记-清除算法；2.复制算法；3.标记-整理算法；4.分代收集算法
1． 标记-清除算法
这种垃圾回收一次回收分为两个阶段：标记、清除。首先标记所有需要回收的对象，在标记完成后回收所有被标记的对象。这种回收算法会产生大量不连续的内存碎片，当要频繁分配一个大对象时，jvm在新生代中找不到足够大的连续的内存块，会导致jvm频繁进行内存回收(目前有机制，对大对象，直接分配到老年代中)
2． 复制算法
这种算法会将内存划分为两个相等的块，每次只使用其中一块。当这块内存不够使用时，就将还存活的对象复制到另一块内存中，然后把这块内存一次清理掉。这样做的效率比较高，也避免了内存碎片。但是这样内存的可使用空间减半，是个不小的损失。
3． 标记-整理算法
这是标记-清除算法的升级版。在完成标记阶段后，不是直接对可回收对象进行清理，而是让存活对象向着一端移动，然后清理掉边界以外的内存
4． 分代收集算法
当前商业虚拟机都采用这种算法。首先根据对象存活周期的不同将内存分为几块即新生代、老年代、永久代，然后根据不同年代的特点，采用不同的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都有大量对象死去，只有少量存活，所以选择了复制算法。而老年代中因为对象存活率比较高，所以采用标记-整理算法(或者标记-清除算法)
GC的执行机制
由于对象进行了分代处理，因此垃圾回收区域、时间也不一样。GC有两种类型：Scavenge GC和Full GC。
Minor GC
一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Minor GC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能尽快空闲出来。
Full GC
对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个堆进行回收，所以比Minor GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致Full GC：
1.年老代（Tenured）被写满
2.持久代（Perm）被写满
3.System.gc()被显示调用
4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化
永生代(Permanent Space)为方法区
三、synchronized
四、内存泄漏和内存溢出区别
内存泄漏： memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，多次泄漏导致内存被耗光。
例子：
1. 数据库连接，网络连接，IO连接等没用显式调用Close关闭，会导致内存泄漏；
2. 监听器的使用，在是否对象的同时没用相应删除监听器的时候也可能导致内存泄漏；
内存溢出： out of memory,是指程序申请内存时，没有足够的内存空间供其使用。