一、為什么Java被稱作是“平臺(tái)無關(guān)的編程語言”？

Java代碼是怎么運(yùn)行的？

Java虛擬機(jī)是如何加載Java類的？

如何監(jiān)控和診斷JVM堆內(nèi)和堆外內(nèi)存使用？

如何理解JVM內(nèi)置的編譯或GC日志？

JVM的永久代中會(huì)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(shí)現(xiàn)同步的？

Java內(nèi)在模型是什么？

即時(shí)編譯器有哪些優(yōu)化？ 在什么情況下重復(fù)讀寫操作會(huì)被優(yōu)化？

什么樣的垃圾才被回收？ 什么時(shí)候會(huì)導(dǎo)致垃圾回收？

如何利用字節(jié)碼注入為已有代碼加料？

程序員所需要的知識(shí)體系

前言

有代碼的地方，就有江湖。

程序員，就是“一人，一鍵，二機(jī)”行走其間的孤獨(dú)劍客。在江湖中狂蕩，必然要練就絕世武功，則需要內(nèi)外兼?zhèn)?#xff1a; 精妙的招式，加之深厚的內(nèi)功。 武功的基礎(chǔ)是內(nèi)功，一個(gè)內(nèi)功低的人招式再奇妙，也打不過一個(gè)內(nèi)功深厚之人。同樣兩者也是相輔相成，內(nèi)功深厚，原來的一招一式威力也會(huì)倍增。

對于開發(fā)者來說，其道理也是一樣。 流行的框架越來越多，封裝也越來越完善，各種框架可以搞定一切。

初級(jí)程序員只要熟悉基本的使用方法，幾乎不用關(guān)注底層的實(shí)現(xiàn)，便可以快速地開發(fā)上線。

但對于想要進(jìn)階的你來說，更要注重內(nèi)功，比如算法、設(shè)計(jì)模式、底層原理等等。 只有把基礎(chǔ)打扎實(shí)，才能知其然知其所以然，出現(xiàn)Bug能快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)。

作者鄭雨迪在Java虛擬機(jī)性能優(yōu)化方面有著多年的研究，深知JVM是內(nèi)功心法很重要的一塊。上線出現(xiàn)性能問題，JVM調(diào)優(yōu)更是不可回避的事情。但又因Java虛擬機(jī)封裝得太好，讓我們幾乎感覺不到它的存在，可 學(xué)習(xí)Java虛擬機(jī)對于高級(jí)程序員來說，其重要性是不言而喻的。

我司在面試高級(jí)開發(fā)的時(shí)候，JVM相關(guān)知識(shí)也必定是考核的標(biāo)準(zhǔn)之一。

下面這篇文章集錦了阿里、美團(tuán)、Oracle等大廠的JVM考點(diǎn)，你看看是否會(huì)能答得上來？

根據(jù)鄭雨迪專欄《深入拆解Java虛擬機(jī)》的內(nèi)容，我挑選了幾個(gè)問題進(jìn)行解答，希望能對大家面試起到幫助。

1、Java代碼是怎么運(yùn)行的？

這個(gè)問題可以分三塊來回答：

• 為什么Java要在虛擬機(jī)里運(yùn)行？
• Java虛擬機(jī)具體是怎樣運(yùn)行Java字節(jié)碼的？
• Java虛擬機(jī)的運(yùn)行效率究竟是怎么樣的？

Java之所以要在虛擬機(jī)中運(yùn)行，是因?yàn)樗峁┝丝梢浦残浴Ｒ坏㎎ava代碼被編譯為Java字節(jié)碼，便可以在不同平臺(tái)上的Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)上運(yùn)行。此外，虛擬機(jī)還提供了一個(gè)代碼托管的環(huán)境，代替我們處理部分冗長而且容易出錯(cuò)的事務(wù)，例如內(nèi)存管理。

Java虛擬機(jī)將運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域劃分為五個(gè)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(jī)中運(yùn)行。

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

2、Java虛擬機(jī)是如何加載Java類的?

Java虛擬機(jī)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(jī)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(gè)房子，那么按照流程他得先找個(gè)建筑師，跟他說想要設(shè)計(jì)一個(gè)房型，比如說“一房、一廳、四衛(wèi)”。這里的房型相當(dāng)于類，而建筑師，就相當(dāng)于類加載器。村里有許多建筑師，他們等級(jí)森嚴(yán)，但有著共同的祖師爺，叫啟動(dòng)類加載器（boot class loader）。

加載需要借助類加載器，在Java虛擬機(jī)中，類加載器使用了雙親委派模型，即接收到加載請求時(shí)，會(huì)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(jī)中，使之能夠執(zhí)行的過程。 鏈接還分驗(yàn)證、準(zhǔn)備和解析三個(gè)階段。其中，解析階段為非必須的。
• 初始化，則是為標(biāo)記為常量值的字段賦值，以及執(zhí)行 <clinit> 方法的過程。 類的初始化僅會(huì)被執(zhí)行一次，這個(gè)特性被用來實(shí)現(xiàn)單例的延遲初始化。這放在我們蓋房子的例子中就是，只有當(dāng)房子裝修過后，Tony才能真正地住進(jìn)去。

在這里給大家推薦一個(gè)Java技術(shù)交流群：710373545里面會(huì)分享一些資深架構(gòu)師錄制的視頻資料：有Spring，MyBatis，Netty源碼分析，高并發(fā)、高性能、分布式、微服務(wù)架構(gòu)的原理，JVM性能優(yōu)化、分布式架構(gòu)等這些成為架構(gòu)師必備的知識(shí)體系。還能領(lǐng)取免費(fèi)的學(xué)習(xí)資源，目前受益良多！

3、異常捕獲是如何實(shí)現(xiàn)的？

在編譯生成的Java字節(jié)碼中，每個(gè)方法都附帶一個(gè)異常表。異常表中的每一行均定義了一條異常執(zhí)行路徑，其中包括規(guī)定捕獲范圍的起始字節(jié)碼索引、終止（不包含）字節(jié)碼索引，異常處理代碼的起始字節(jié)碼索引，以及所捕獲的異常類型。

當(dāng)程序觸發(fā)異常時(shí)，JVM會(huì)從上至下遍歷異常表中的所有條目。當(dāng)觸發(fā)異常的字節(jié)碼的索引值在某行異常表?xiàng)l目的捕獲范圍內(nèi)，JVM會(huì)判斷所拋出的異常和該條目想要捕獲的異常是否匹配。如果匹配，JVM會(huì)將控制流轉(zhuǎn)移至該條目所指向的異常處理代碼。

上述異常捕獲機(jī)制還被用于finally從句的實(shí)現(xiàn)。通常，Java程序的編譯器javac會(huì)復(fù)制多份finally代碼塊，放置于生成的Java字節(jié)碼之中，然后通過生成多行異常表?xiàng)l目，來實(shí)現(xiàn)完整的finally邏輯。

4、垃圾回收的基礎(chǔ)思想是什么？

目前JVM的主流垃圾回收器采取的都是可達(dá)性分析算法 。該算法的實(shí)質(zhì)是將一系列被稱為GC Roots的對象作為初始的存活對象合集，然后從該合集出發(fā)探索所有能夠被該集合引用到的對象，并 標(biāo)記 為存活對象。當(dāng)標(biāo)記階段結(jié)束之后，未被標(biāo)記到的對象便是可以 清除 的。

傳統(tǒng)的垃圾回收算法在標(biāo)記、清除過程中需要中止其他應(yīng)用線程，即所謂的Stop-The-World。新型的垃圾回收算法，如CMS、G1以及ZGC，盡可能地實(shí)現(xiàn) 并發(fā) 標(biāo)記、清除，從而讓Stop-The-World的時(shí)間長度可控。

垃圾回收的另一基礎(chǔ)思想則是 分代回收 。 JVM會(huì)將新生成的對象劃為新生代，而將在多次垃圾回收中存活下來的對象劃為老年代。JVM會(huì)為不同的分代設(shè)置不同的回收算法，從而達(dá)到新生代多收集、快收集，老年代少收集、全收集的目標(biāo)。

5、JVM垃圾回收算法

• 標(biāo)記-清除算法： 首先標(biāo)記出所有需要回收的對象，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)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(dāng)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(biāo)記-整理算法： 標(biāo)記過程與“標(biāo)記-清除”算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對可回收對象進(jìn)行清理，而是讓所一端移動(dòng)，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(gè)年代的特點(diǎn)采用最適當(dāng)?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?yàn)閷ο蟠婊盥矢?#xff0c;必須使用“標(biāo)記-清理”或“標(biāo)記-整理”算法來進(jìn)行回收。

轉(zhuǎn)載于:https://juejin.im/post/5d05eae26fb9a07ef56234cb

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的阿里、美团、Oracle凭这套题不知道刷了多少人的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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