重点：JVM 常见面试题进阶

java架构师面试题

比较全的面试题目

JVM 常见面试题进阶

提示：

再把“Java核心知识点整理”的jvm部分加上，也看看，整合到一起。

1.1 Java 语言怎么实现跨平台的？

我们编写的 Java 源码，编译后会生成一种 .class 文件，称为字节码文件。字节码不能直接运行，必须通过 JVM 翻译成机器码才能运行。

JVM 是一个”桥梁“，是一个”中间件“，是实现跨平台的关键。Java 代码首先被编译成字节码文件，再由 JVM 将字节码文件翻译成机器语言，从而达到运行 Java 程序的目的。

1.2 JVM 数据运行区，哪些会造成 OOM 的情况？

除了数据运行区，其他区域均有可能造成 OOM 的情况。

堆溢出：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

栈溢出：java.lang.StackOverflowError

永久代溢出：java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space

1.3 详细介绍一下对象在分代内存区域的分配过程？

1. JVM 会试图为相关 Java 对象在 Eden 中初始化一块内存区域。
2. 当 Eden 空间足够时，内存申请结束；否则到下一步。
3. JVM 试图释放在 Eden 中所有不活跃的对象（这属于 1 或更高级的垃圾回收）。释放后若 Eden 空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分 Eden 中活跃对象放入 Survivor 区。
4. Survivor 区被用来作为 Eden 及 Old 的中间交换区域，当 Old 区空间足够时，Survivor 区的对象会被移到 Old 区，否则会被保留在 Survivor 区。
5. 当 Old 区空间不够时，JVM 会在 Old 区进行完全的垃圾收集。
6. 完全垃圾收集后，若 Survivor 及 Old 区仍然无法存放从 Eden 复制过来的部分对象，导致 JVM 无法在 Eden 区为新对象创建内存区域，则出现 “ out of memory ” 错误。

1.4 G1 与 CMS 两个垃圾收集器的对比

细节方面不同

• G1 在压缩空间方面有优势。
• G1 通过将内存空间分成区域（Region）的方式避免内存碎片问题。
• Eden, Survivor, Old 区不再固定、在内存使用效率上来说更灵活。
• G1 可以通过设置预期停顿时间（Pause Time）来控制垃圾收集时间避免应用雪崩现象。
• G1 在回收内存后会马上同时做合并空闲内存的工作、而 CMS 默认是在 STW（stop the world）的时候做。
• G1 会在 新生代和年老代 中使用、而 CMS 只能在 O 区使用。
• 整体内容不同

吞吐量优先：G1

响应优先：CMS

CMS 的缺点是对 cpu 的要求比较高。G1 是将内存化成了多块，所有对内段的大小有很大的要求。

CMS 是清除，所以会存在很多的内存碎片。G1 是整理，所以碎片空间较小。

1.5 线上常用的 JVM 参数有哪些？

数据区设置

Xms：初始堆大小

Xmx：最大堆大小

Xss:Java 每个线程的Stack大小

XX:NewSize=n：设置年轻代大小

XX:NewRatio=n：设置年轻代和年老代的比值。如：为 3，表示年轻代与年老代比值为 1:3，年轻代占整个年轻代年老代和的 1/4。

XX：SurvivorRatio=n：年轻代中 Eden 区与两个 Survivor 区的比值。注意 Survivor 区有两个。如：3，表示 Eden：Survivor=3：2，一个 Survivor 区占整个年轻代的 1/5。

XX：MaxPermSize=n：设置持久代大小。

JvM 参数调优：
 一 xms < size ＞表示jvM 初始化堆的大小， : Xmx < size ＞表示 JvM 堆的最大值。这两个值的大小一般根据需要进行设置。当应用程序需要的内存超出堆的最大值时虚拟机就会提示内存溢出，并且导致应用服务崩溃。因此一般建议堆的最大值设置为可用内存的最大值的 80 ％。
 在 catalina . bat 中，设置 JAvA _ OPTS = ’一 Xms256m - Xmxs 12m ' ，表示初始化内存为 256MB ，可以使用的最大内存为 51 ZMB 。
           

收集器设置

XX:+UseSerialGC：设置串行收集器

XX:+UseParallelGC:：设置并行收集器

XX:+UseParalledlOldGC：设置并行年老代收集器

XX:+UseConcMarkSweepGC：设置并发收集器

GC日志打印设置

XX:+PrintGC：打印 GC 的简要信息

XX:+PrintGCDetails：打印 GC 详细信息

XX:+PrintGCTimeStamps：输出 GC 的时间戳

1.6 对象什么时候进入老年代？

对象优先在 Eden 区分配内存

当对象首次创建时, 会放在新生代的 eden 区, 若没有 GC 的介入，会一直在 eden 区，GC 后，是可能进入 survivor 区或者年老代

大对象直接进入老年代

所谓的大对象是指需要大量连续内存空间的 Java 对象，最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组，大对象对虚拟机的内存分配就是坏消息，尤其是一些朝生夕灭的短命大对象，写程序时应避免。

长期存活的对象进入老年代

虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器，对象在 Survivor 区中每熬过一次 Minor GC，年龄就增加 1，当他的年龄增加到一定程度（默认是 15 岁）， 就将会被晋升到老年代中。

1.7 什么是内存溢出， 内存泄露？ 他们的区别是什么？

内存溢出 out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现 out of memory；

内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存，迟早会被占光。

内存溢出就是你要求分配的内存超出了系统能给你的，系统不能满足需求，于是产生溢出。

内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用（new），可是使用完了以后却不归还（delete），结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问（也许你把它的地址给弄丢了），而系统也不能再次将它分配给需要的程序。

什么情况下会出现栈溢出

• 方法创建了一个很大的对象，如 List，Array。
• 是否产生了循环调用、死循环。
• 是否引用了较大的全局变量。

1.8 引起类加载操作的行为有哪些？

• 遇到 new、getstatic、putstatic 或 invokestatic 这四条字节码指令。
• 反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
• 子类初始化的时候，如果其父类还没初始化，则需先触发其父类的初始化。
• 虚拟机执行主类的时候（有 main（ string[] args））。
• JDK1.7 动态语言支持。

1.9 介绍一下 JVM 提供的常用工具

jps：用来显示本地的 Java 进程，可以查看本地运行着几个 Java 程序，并显示他们的进程号。 命令格式：jps

jinfo：运行环境参数：Java System 属性和 JVM 命令行参数，Java class path 等信息。 命令格式：jinfo 进程 pid

jstat：监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。 命令格式：jstat -gc 123 250 20

jstack：可以观察到 JVM 中当前所有线程的运行情况和线程当前状态。 命令格式：jstack 进程 pid

jmap：观察运行中的 JVM 物理内存的占用情况（如：产生哪些对象，及其数量）。 命令格式：jmap [option] pid

1.10 Full GC 、 Major GC 、Minor GC 之间区别？

Minor GC： 从新生代空间（包括 Eden 和 Survivor 区域）回收内存被称为 Minor GC。

Major GC： 清理 Tenured 区，用于回收老年代，出现 Major GC 通常会出现至少一次 Minor GC。

Full GC： Full GC 是针对整个新生代、老年代、元空间（metaspace，java8 以上版本取代 perm gen）的全局范围的 GC。

1.11 什么时候触发 Full GC ？

• 调用 System.gc 时，系统建议执行 Full GC，但是不必然执行。
• 老年代空间不足。
• 方法区空间不足。
• 通过 Minor GC 后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存。
• 由 Eden 区、survivor space1（From Space）区向 survivor space2（To Space）区复制时，对象大小大于 To Space 可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小。

1.12 什么情况下会出现栈溢出

• 方法创建了一个很大的对象，如 List，Array。
• 是否产生了循环调用、死循环。
• 是否引用了较大的全局变量。

1.13 说一下强引用、软引用、弱引用、虚引用以及他们之间和 gc 的关系

强引用：new 出的对象之类的引用，只要强引用还在，永远不会回收。

软引用：当系统内存足够时它不会被回收，当系统内存空间不足时它会被回收。

弱引用：只要垃圾回收机制一运行，不管 JVM 的内存空间是否足够，总会回收该对象占用的内存。

虚引用：主要作用是跟踪对象被垃圾回收的状态。

1.14 Eden 和 Survivor 的比例分配是什么情况？为什么？

默认比例 8:1。 大部分对象都是朝生夕死。 复制算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块上面。复制算法不会产生内存碎片。

实战

JAVA 线上故障排查完整套路！

2.1 CPU 资源占用过高

1. top 查看当前 CPU 情况，找到占用 CPU 过高的进程 PID=123。
2. top -H -p123 **可以找出两个 CPU 占用较高的线程，**记录下来 PID=2345, 3456 转换为十六进制。

3. jstack -l 123 > temp.txt 打印出当前进程的线程栈。

   可以观察到 JVM 中当前所有线程的运行情况和线程当前状态。

4. 查找到对应于第二步的两个线程运行栈，分析代码。

2.2 OOM 异常排查

1.使用 top 指令查询服务器系统状态。

\2. ps -aux|grep java 找出当前 Java 进程的 PID。

\3. jstat -gcutil pid interval 查看当前 GC 的状态。

\4. jmap -histo:live pid 可用统计存活对象的分布情况，从高到低查看占据内存最多的对象。

\5. jmap -dump:format=b,file= 文件名 [pid] 利用 Jmap dump。

\6. 使用性能分析工具对上一步 dump 出来的文件进行分析，工具有 MAT 等。

JVM常见面试题基础