Java虚拟机面试题汇总



1.Java内存模型

    答:Java内存模型即Java Memory Model,简称JMM。JMM定义了Java 虚拟机(JVM)在计算机内存(RAM)中的工作方式,围绕着在并发过程中如何处理原子性、可见性和有序性这 3 个特征来建立的 。Java 内存模型规定了所有的变量都存储在主内存(Main Memory)中。每条线程还有自己的工作内存,线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝,线程对变量的所有操作(读取、赋值等)都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存中的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成。

https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/25599392/notes/28486003


2.jvm的类加载机制

 (1)阿里的面试官问我,可以不可以自己写个String类

答案:不可以,因为 根据类加载的双亲委派机制,会去加载父类,父类发现冲突了String就不再加载了;

(2)能否在加载类的时候,对类的字节码进行修改

答案:可以,使用Java探针技术


        虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存, 并对数据进行校验、转换解析和初始化, 最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型, 这就是虚拟机的类加载机制。

类加载器种类

a.启动类加载器,Bootstrap ClassLoader,加载JAVA_HOME\lib,或者被-Xbootclasspath参数限定的类

b.扩展类加载器,Extension ClassLoader,加载\lib\ext,或者被java.ext.dirs系统变量指定的类

c.应用程序类加载器,Application ClassLoader,加载ClassPath中的类库

d.自定义类加载器,通过继承ClassLoader实现,一般是加载我们的自定义类双亲委派模型

双亲委派模型

展示的类加载器之间的这种层次关系,称为类加载器的双亲委派模型。类加载器 Java 类如同其它的 Java 类一样,也是要由类加载器来加载的;除了启动类加载器,每个类都有其父类加载器(父子关系由组合(不是继承)来实现);

所谓双亲委派是指每次收到类加载请求时,先将请求委派给父类加载器完成(所有加载请求最终会委派到顶层的Bootstrap ClassLoader加载器中),如果父类加载器无法完成这个加载(该加载器的搜索范围中没有找到对应的类),子类尝试自己加载。

双亲委派好处

避免同一个类被多次加载;

每个加载器只能加载自己范围内的类;

类加载过程

类加载分为三个步骤:加载连接初始化

如下图 , 是一个类从加载到使用及卸载的全部生命周期,图片来自参考资料;


java类被jvm加载的过程

加载

根据一个类的全限定名(如cn.edu.hdu.test.HelloWorld.class)来读取此类的二进制字节流到JVM内部;

将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构(hotspot选择将Class对象存储在方法区中,Java虚拟机规范并没有明确要求一定要存储在方法区或堆区中)

转换为一个与目标类型对应的java.lang.Class对象;

连接

验证

验证阶段主要包括四个检验过程:文件格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证;

准备

为类中的所有静态变量分配内存空间,并为其设置一个初始值(由于还没有产生对象,实例变量将不再此操作范围内);

解析

将常量池中所有的符号引用转为直接引用(得到类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量,以便直接调用该方法)。这个阶段可以在初始化之后再执行。

初始化

根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源


父类子类加载顺序


垃圾收集机制

https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/25599392/notes/28242280

https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/25599392/notes/28253743



编译执行与解释执行的区别

A.解释执行

它的特点就是,对源语言写成的源语句进行一句一句的翻译,翻译一句就提交给计算机执行一句,并不会形成目标程序。它的优点是翻译本身并不费事。它的缺点是运行速度慢,比如当程序中存在循环条件时,循环体内的语句就会被多次的翻译,从而影响运行速度。

B.编译执行

简单来说 就是,现需要对源程序进行一个编译,生成一个目标文件,计算机再对这个目标程序进行执行。虽然这的编译的过程比上面提到的翻译的过程要复杂(通常要对代码进行语法分析,还要对代码进行优化,并分配内存,最后形成目标文件),但是一旦形成目标文件,就一劳永逸,不必再进行编译,所以执行速度较快。。

        java程序最初是通过解释器(Interpreter)进行解释执行的,当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁时,就会把这些代码认定为“热点代码”(Hot Spot Code)。为了提高热点代码的执行效率,在运行时,虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码,并进行各种层次的优化,完成这个过程的编译器称为即时编译器(Just In Time Compiler)



各个垃圾收集器的区别

https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/25599392/notes/28255154



简单介绍一下Class类文件结构(常量池主要存放的是那两大常量?Class文件的继承关系是如何确定的?字段表、方法表、属性表主要包含那些信息?)


https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/25599392/notes/28311006

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