大宇java面试系列（二）：jvm组成部分

• 1. 说一下 JVM 的主要组成部分？及其作用？

类加载器（ClassLoader）

• 运行时数据区（Runtime Data Area）

• 执行引擎（Execution Engine）

• 本地库接口（Native Interface）

• 组件的作用： 首先通过类加载器（ClassLoader）会把 Java 代码转换成字节码，运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。

• 2. 说一下 JVM 运行时数据区？

• 不同虚拟机的运行时数据区可能略微有所不同，但都会遵从 Java 虚拟机规范， Java 虚拟机规范规定的区域分为以下 5 个部分：

• 程序计数器（Program Counter Register）：当前线程所执行的字节码的行号指示器，字节码解析器的工作是通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能，都需要依赖这个计数器来完成；

• Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息；

• 本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈的作用是一样的，只不过虚拟机栈是服务 Java 方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用 Native 方法服务的；

• Java 堆（Java Heap）：Java 虚拟机中内存最大的一块，是被所有线程共享的，几乎所有的对象实例都在这里分配内存；

• 方法区（Methed Area）：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。

• 3. 说一下堆栈的区别？

• 功能方面：堆是用来存放对象的，栈是用来执行程序的。

• 共享性：堆是线程共享的，栈是线程私有的。

• 空间大小：堆大小远远大于栈。

• 4. 队列和栈是什么？有什么区别？

• 队列和栈都是被用来预存储数据的。

• 队列允许先进先出检索元素，但也有例外的情况，Deque 接口允许从两端检索元素。

• 栈和队列很相似，但它运行对元素进行后进先出进行检索。

• 5. 什么是双亲委派模型？

• 在介绍双亲委派模型之前先说下类加载器。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在 JVM 中的唯一性，每一个类加载器，都有一个独立的类名称空间。类加载器就是根据指定全限定名称将 class 文件加载到 JVM 内存，然后再转化为 class 对象。

• 类加载器分类：

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），是虚拟机自身的一部分，用来加载Java_HOME/lib/目录中的，或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中并且被虚拟机识别的类库；

• 其他类加载器：

• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载\lib\ext目录或Java. ext. dirs系统变量指定的路径中的所有类库；

• 应用程序类加载器（Application ClassLoader）。负责加载用户类路径（classpath）上的指定类库，我们可以直接使用这个类加载器。一般情况，如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

• 双亲委派模型：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载无法完成加载请求（它的搜索范围中没找到所需的类）时，子加载器才会尝试去加载类。

• 6. 说一下类装载的执行过程？

• 类装载分为以下 5 个步骤：

• 加载：根据查找路径找到相应的 class 文件然后导入；

• 检查：检查加载的 class 文件的正确性；

• 准备：给类中的静态变量分配内存空间；

• 解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程。符号引用就理解为一个标示，而在直接引用直接指向内存中的地址；

• 初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

• 7. 怎么判断对象是否可以被回收？

• 一般有两种方法来判断：

• 引用计数器：为每个对象创建一个引用计数，有对象引用时计数器 +1，引用被释放时计数 -1，当计数器为 0 时就可以被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；

• 可达性分析：从 GC Roots 开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时，则证明此对象是可以被回收的。

• 8. Java 中都有哪些引用类型？

• 强引用：发生 gc 的时候不会被回收。

• 软引用：有用但不是必须的对象，在发生内存溢出之前会被回收。

• 弱引用：有用但不是必须的对象，在下一次GC时会被回收。

• 虚引用（幽灵引用/幻影引用）：无法通过虚引用获得对象，用 PhantomReference 实现虚引用，虚引用的用途是在 gc 时返回一个通知。

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