JVM 八股文面试题

Java如何实现跨平台？

不直接跑在操作系统上，而是跑在 JVM 上。

JDK和JRE有什么区别？

• **JRE（Java Runtime Environment）**Java 程序的运行环境：只有JVM+核心类库（如 java.lang.*、java.util.*）
• **JDK（Java Development Kit）**Java 开发工具包：JRE+开发工具（编译器（javac）、打包工具（jar）、诊断工具（jconsole、jmap、jstack 等））

类的加载流程是怎样的？

1. 加载：从磁盘本地文件加载到JVM内存
2. 链接
   • 验证：检查字节码是否符合JVM规范
   • 准备：为静态变量赋默认值（数值型为0，布尔为false，引用为null）
   • 解析：将符号引用替换为直接引用（内存地址）
3. 初始化：执行静态代码块
4. 使用
5. 卸载

有哪几种类加载器？

1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：负责加载核心类库（如java.lang.*、java.util.*）
2. 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载 扩展目录（$JAVA_HOME/lib/ext） 下的类库
3. 应用类加载器（Application ClassLoader）：负责加载 classpath 下的类（我们自己写的代码、第三方依赖）
4. 自定义类加载器（Custom ClassLoader）：开发者可自己继承 ClassLoader，实现特殊的加载逻辑

什么是双亲委派机制？

类加载后由下向上请求，由上向下加载，这种方式主要是为了保证核心类库的安全，同时避免重复加载同一个类；

当一个类加载器（ClassLoader）收到“加载某个类”的请求时，它不会自己立刻去加载，而是先把请求交给它的“父加载器”去尝试。如果父加载器能找到并加载，就用父加载器的结果。如果父加载器找不到，才由自己来加载。

为什么有时候要打破双亲委派？

比如在 Tomcat 或者 SPI 这种场景下，因为父加载器加载不到我们应用里的类，或者我们需要不同Web 应用要有自己独立的类空间（避免类冲突），这时候就需要自定义类加载器，不走默认的委派规则。

如何打破双亲委派？

比如Tomcat主要通过WebAppClassLoader重写loadClass方法，优先加载当前应用类，仅对核心类委托父类加载的方式，打破了双亲委派的“父类优先”原则，满足了Web容器的特殊需求

如何判断两个class对象是否相同

1. 类的完整类名必须一致，包括包名
2. 加载这个类的ClassLoader（指ClassLoader实例对象）必须相同

JVM 内存结构（运行时数据区）有哪些？

1. 堆：存放几乎所有对象实例和数组
2. 虚拟机栈：每个线程执行 Java 方法时都会创建一个栈帧，用来存储局部变量、操作数栈、返回地址等
3. 方法区：存储类的结构信息（类元数据）、静态变量、常量池、方法字节码等，JDK8前叫永久代（堆内存），JDK8之后改叫元空间（本地内存）
4. 程序计数器：记录当前线程正在执行的字节码指令地址
5. 本地方法栈：为 JVM 调用本地（Native）方法服务

栈帧是什么，里面有哪些东西？

虚拟机栈是由一系列 栈帧（Stack Frame） 组成的，每次调用一个方法，就会在栈里压入一个新的栈帧；方法执行完毕，就会弹出对应的栈帧

1. 局部变量表（Local Variables）：存放方法的参数和方法体内定义的局部变量
2. 操作数栈（Operand Stack）：用于方法执行中的各种运算（加减乘除）、临时存放数据、方法返回值
3. 动态链接（Dynamic Linking）：存放指向运行时常量池的引用，用于支持将符号引用 →转为直接引用
4. 方法出口（Return Address）：记录方法调用后返回的位置

常见的垃圾回收算法以及他们的优劣势？

1. 标记-清除：从 GC Roots 出发，标记所有存活的对象，清理掉没有被标记的对象（垃圾）
   • 优点：实现简单，不需要额外内存
   • 缺点：会产生大量内存碎片
2. 标记-整理：先标记存活对象，把所有存活对象往一端移动，然后清理边界以外的垃圾
   • 优点：没有内存碎片
   • 缺点：移动对象时需要调整引用，成本高
3. 复制算法：将内存分为两块，只使用一块，GC时将存活对象复制到另一块
   • 优点：没有内存碎片，复制效率高
   • 缺点：会浪费一半内存
4. 分代收集：新生代使用复制算法，老年代使用标记-清除/标记-整理算法
   • 优点：结合各算法优势，提高效率
   • 缺点：需要分区管理，增加实现复杂度

怎么判断一个对象是不是垃圾？

1. 引用计数法：每个对象维护一个“引用计数器”，有一个地方引用它时 +1，引用失效时 -1；当计数器 = 0，就认为对象可以回收。
   • 优点：实现简单，判断效率高
   • 缺点：存在循环引用的问题
2. 可达性分析算法：从一组 GC Roots（栈、静态变量、常量池、本地方法引用）出发，沿引用链往下找，能找到的对象存活（可达），找不到的就是垃圾（不可达）
   • 优点：解决了循环引用的问题

GC Roots有哪些？

1. 线程栈里的局部变量（方法里 new 的对象）
2. 类的静态变量
3. 本地方法（JNI）里引用的对象

有哪些引用类型？

1. 强引用：GC 永远不会回收它（对象一定存活）
2. 软引用：GC 会根据内存情况决定是否回收软引用对象（内存紧张才回收）
3. 弱引用：GC 一发现弱引用对象就会回收，不管内存是否够用（一遇 GC 就回收）
4. 虚引用：不能通过虚引用获取对象（get() 永远返回 null）（可以看作已经回收了）

什么情况对象从新生代进入老年代？

1. 存活年龄达到阈值（默认15）
2. 大对象直接进入老年代（可通过参数控制）
3. survivor区空间不足放不下
4. 动态年龄判断，同龄对象占空间超过一半，则小于等于该年龄的对象都会提前进入老年代

内存泄漏与内存溢出的区别？

• 内存泄露：无用对象太多，无法被GC回收，导致内存被垃圾占满了，等于是占着茅坑不拉屎（如ThreadLocal没有remove()）
• 内存溢出：有用对象太多，内存被用完了，属于是茅坑被占满了，没位置了（如递归没有控制边界）

G1为什么支持大内存回收低延迟的？

因为G1把堆划分成多个独立的小区域（Region），采用按 Region 回收 + 并行 + 并发标记 + 按收益优先回收的方式，实现了可预测的停顿时间控制。

什么情况触发Full GC？

• 老年代空间不足 + Major GC 失败
• 方法区/元空间溢出
• System.gc() 调用
• 大对象晋升失败
• 空间担保机制

空间分配担保机制是什么？

空间担保机制指的是在触发 Minor GC 前，JVM 会先检查老年代的可用空间是否足够存放新生代中可能晋升的对象，如果不够，就提前触发一次 Full GC 来“担保”空间安全，避免内存溢出。

cms的垃圾回收流程？

1. 初始标记：标记 GC Roots 能直接关联到的对象，需要STW
2. 并发标记：从初始标记的对象出发，并发地遍历整个对象图，找到所有可达对象
3. 重新标记：修正并发标记期间因为用户线程运行而导致的标记遗漏，需要STW
4. 并发清除：清除掉未被标记的垃圾对象，释放空间，可能产生内存碎片

cms垃圾回收哪几步需要stw？

初始标记和重新标记

字符串实现1.8和1.9的区别？

1.8使用字符数组char[]，1.9使用字符数组byte[]