本文已收錄至 Github（MD-Notes），若博客中圖片模糊或打不開，可以來我的 Github 倉庫，包含了完整圖文：https://github.com/HanquanHq/MD-Notes，涵蓋了互聯網大廠面試必問的知識點，講解透徹，長期更新中，歡迎一起學習探討 ~

更多內容，可以訪問：

面試必會系列專欄：https://blog.csdn.net/sinat_42483341/category_10300357.html
操作系統系列專欄：https://blog.csdn.net/sinat_42483341/category_10519484.html

---

JVM

查看 JVM 啟動默認參數：java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version -XX:InitialHeapSize=266536512 -XX:MaxHeapSize=4264584192 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC java version "1.8.0_251" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_251-b08) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.251-b08, mixed mode)

對象內存布局

new Object() 對象在內存中占多少字節？16字節

8 字節（MarkWord，固定大小）

4 字節（開啟壓縮時的對象指針 ClassPointer，指向你的對象 TT.class）

0 字節 Instance data，要看你的對象有多少成員變量

4 字節 padding（對齊，要被 8 整除）

查看對象的內存布局工具：JOL = Java Object Layout

<dependencies><!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jol/jol-core --><dependency><groupId>org.openjdk.jol</groupId><artifactId>jol-core</artifactId><version>0.9</version></dependency> </dependencies> public class MyTest {public static void main(String[] args) {Object o = new Object(); // 不加鎖o.hashCode();System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());Object o1 = new Object();synchronized (o1) { // 加鎖System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o1).toPrintable());}} }

1、不加鎖時，對象內存布局如下：

（注意，jdk 11 需要指定 -XX:-UseBiasedLocking 參數，取消偏向鎖） 001 表示沒有鎖

2、添加 syncronized 之后，如下。下面 00 表示輕量級鎖，因為偏向鎖未啟動，直接升級為了輕量級鎖

3、添加參數，啟動偏向鎖：-XX:+UseBiasedLocking -XX:BiasedLockingStartupDelay=0

對象頭包括什么？JDK 1.8 的實現如下

對象頭包括： MarkWord，classpointer，Instance data，padding

**MarkWord 包括：**鎖信息、HashCode、GC信息

在 hotspot 源碼 jdk8u: markOop.hpp 中，詳細的說明了 object header 的布局。理解即可，無需背過。

The markOop describes the header of an object. Bit-format of an object header (most significant first, big endian layout below):32 bits: -------- hash:25 ------------>| age:4 biased_lock:1 lock:2 (normal object) JavaThread*:23 epoch:2 age:4 biased_lock:1 lock:2 (biased object) size:32 ------------------------------------------>| (CMS free block) PromotedObject*:29 ---------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object)64 bits: -------- unused:25 hash:31 -->| unused:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (normal object) JavaThread*:54 epoch:2 unused:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (biased object) PromotedObject*:61 --------------------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object) size:64 ----------------------------------------------------->| (CMS free block)unused:25 hash:31 -->| cms_free:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (COOPs && normal object) JavaThread*:54 epoch:2 cms_free:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (COOPs && biased object) narrowOop:32 unused:24 cms_free:1 unused:4 promo_bits:3 ----->|(COOPs&&CMSpromotedobject) unused:21 size:35 -->| cms_free:1 unused:7 ------------------>| (COOPs && CMS free block)

總結 JDK8 中對象的 object header 布局如下（64 位，也就是 8 字節）：

要看加的是什么鎖的話，先看 markword 的最低兩位，是 01 / 00 / 10 / 11

64位 markword 構成

為什么 GC 年齡默認為 15？因為分代年齡只有 4 bit，可以表示最大的數就是 15

對象分配過程？

見《Java垃圾回收機制.md》- 對象分配過程

對象怎么定位？

怎么通過 t 找到 new T()？

• 通過句柄池（間接法）
• 通過直接指針，效率高（HotSpot用的是這種方式），缺點是在GC需要移動對象時reference本身需要被修改

Java 程序是怎樣運行的？

1、首先，通過 Javac 編譯器將 .java 轉為 JVM 可加載的 .class 字節碼文件。

Javac 是由 Java 編寫的程序，編譯過程可以分為：

① 詞法解析，通過空格分割出單詞、操作符、控制符等信息，形成 token 信息流，傳遞給語法解析器。

② 語法解析，把 token 信息流按照 Java 語法規則組裝成語法樹。

③ 語義分析，檢查關鍵字使用是否合理、類型是否匹配、作用域是否正確等。

④ 字節碼生成，將前面各個步驟的信息轉換為字節碼。

字節碼必須通過類加載過程加載到 JVM 后才可以執行，執行有三種模式，解釋執行、JIT 編譯執行、JIT 編譯與解釋器混合執行（主流 JVM 默認執行的方式）。混合模式的優勢在于解釋器在啟動時先解釋執行，省去編譯時間。

2、之后，通過即時編譯器 JIT 把字節碼文件編譯成本地機器碼。

Java 程序最初都是通過解釋器進行解釋執行的，當虛擬機發現某個方法或代碼塊的運行特別頻繁，就會認定其為"熱點代碼"，虛擬機即時編譯器會把它們編譯成本地機器碼。

3、還可以通過靜態的提前編譯器 AOT 直接把程序編譯成與目標機器指令集相關的二進制代碼。

JVM內存模型

class 的生命周期

靜靜躺在磁盤中的 .class 文件

經過 load，link，initialize，進入 JVM

經過 JVM 的 run engine，進入 JVM 的運行時數據區

最終被 GC

Run-time data areas 運行時數據區的組成

我們常說的：棧放方法，堆存對象

堆里面存放的都是一些引用，而棧是我們真正用來執行程序的。可以把每一個方法看做對應一個棧幀。

動態鏈接：把符號引用（.class文件常量池中的引用）轉化為直接引用（指向堆中的對象）

每個線程有自己獨立的 PC，VMS，NMS

線程之間共享 Heap 以及 MethodArea

PC：程序計數器

MethodArea：方法區

類的所有字段和方法字節碼，以及一些特殊方法構造函數，接口代碼也在這里定義。簡單來說，所有定義方法的信息都保存在該區域，靜態變量+常量+類信息（構造方法/接口定義）+運行時常量池都存在方法區中

方法區只是對于虛擬機的規范。所有的虛擬機應該有方法區，不同虛擬機方法區的叫法不一樣

• jdk 1.8 之前，HotSpot 使用 PermSpace 永久代 實現方法區
  • 字符串常量位于 Perm Space
  • FGC 不會清理
• jdk 1.8 及之后：使用 Meta Space 元數據區
  • 字符串常量位于 Heap
  • FGC 會清理

Stacks：棧空間

• 棧中存放棧幀
  • 局部變量表
  • 操作數棧
  • 動態鏈接
  • 返回值地址

Heap：堆空間

虛擬機啟動時自動分配創建，用于存放對象的實例，幾乎所有對象都在堆上分配內存，當對象無法在該空間申請內存時，拋出OOM異常。也是垃圾收集器管理的主要區域。

• 類實例
• 為數組分配的空間

DirectMemory：直接內存

• JVM可以直接訪問OS管理的內存，提高效率

  • 零拷貝（不需要拷貝），NIO用到

Run-Time Constant Pool 運行時常量池

線程私有的：是交由 JVM 自動化管理的。我們做的 JVM 調優，是調的堆和方法區。

面試題：下面輸出 i 為多少？

package com.mashibing.jvm.c4_RuntimeDataAreaAndInstructionSet;public class TestIPulsPlus {public static void main(String[] args) {int i = 8;i = i++; // i = ++i;System.out.println(i);} }

超強干貨來襲 云風專訪：近40年碼齡，通宵達旦的技術人生

總結

以上是生活随笔為你收集整理的面试必会系列 - 1.7 JVM 内存模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。