JVM堆解析(1)堆(2)方法区Method元空间 常见面试题：

(1)堆

同时是GC的重点区域

主要是管数据的存储，主要是存放new出来的数组和对象

①线程共享问题：

内存中较大的区域，线程共享，对一个进程独享。

一个进程----一个JVM实例----一个堆空间----多个线程

虽然所有的线程共享堆空间，但是也可以划分出线程私有的缓冲区（Allocation Buffer） ---->这里会引出一个问题：

所有的堆空间都是线程共享吗？ 不是 存在一定的线程私有的缓冲区

②堆的内存细分

 

• 在JDK7之前：新生代+老年代+永久代

• 在JDK8之后：新生代+老年代+元空间（这个是JAVA8中内存结构的主要变化）

年轻代：存储生命周期较短的瞬时对象 主要是Eden区+survivor1+survivor2

老年代：存储生命周期较长的对象

几乎所有的Java对象都是Eden区被new出来的，绝大部分的Java对象销毁都在新生代中进行（主要是绝大部分Java对象都是朝生夕死）

各个区大小：

新生代：老年代 默认是1:2 （新占全部的1/3） 参数是NewRatio=2

新生代的各区大小：Eden：From：To=8:1：1 参数是SurvivorRatio=8

存在几个问题：

• 为什么会有两个survivor区？

因为新生代的GC算法是Copying算法，需要一个额外的空间进行存储

• 新生代为什么要分Eden区和survivor区？

（这个问题不太清楚）

• 为什么需要把Java堆分代 不分代就不能正常工作吗

分代：优化GC性能（对于新生代的对象大多都是朝生夕死，先将这块区域进行回收就会腾出较大的空间）

不分代可以工作，但是性能不好

③对象分配过程

• 先将对象分配到Eden区，当Eden区满时触发GC，同时将Eden区还存在的对象给from区，同时给对象一个age值（只有Eden区满时才会触发GC GC后Eden区一定为空）

  

• 如果当Eden区再次满时将Eden区和From区的对象都移动至To区，并将age值加1，

  

• 当age值到15时，就将对象从年轻代移动至老年代（如果Survivor区满了后，将会触发一些特殊的规则，也就是可能直接晋升老年代）

  

④几种GC

• MinorGC：YGC 只针对新生代的GC（当Eden区满的时候触发）

• MajorGC:oldGC 针对老年代的GC

• FullGC：收集整个Java堆和方法区的垃圾收集（在开发or调优中尽量避免的 比较耗费资源同时还会导致STW）

⑤TLAB

Thread Local Allocation Buffer 给每个线程单独分配一个缓冲区

线程私有 私有缓存区域 在Eden区

TLAB为分配内存的首选

可以避免一系列的非线程安全问题

对象首先是通过TLAB开辟空间，如果不能放入，那么需要通过Eden来进行分配

⑥堆空间参数设置

• -XX：+PrintFlagsInitial：查看所有的参数的默认初始值

• -XX：+PrintFlagsFinal：查看所有的参数的最终值（可能会存在修改，不再是初始值）

• -Xms：初始堆空间内存（默认为物理内存的1/64）

• -Xmx：最大堆空间内存（默认为物理内存的1/4）

• -Xmn：设置新生代的大小。（初始值及最大值）

• -XX:NewRatio：配置新生代与老年代在堆结构的占比

• -XX:SurvivorRatio：设置新生代中Eden和S0/S1空间的比例

• -XX:MaxTenuringThreshold：设置新生代垃圾的最大年龄

• -XX：+PrintGCDetails：输出详细的GC处理日志

  • 打印gc简要信息：①-Xx：+PrintGC ② - verbose:gc

• -XX:HandlePromotionFalilure：是否设置空间分配担保

⑦堆是分配对象存储的唯一选择吗 不是

对象在Java堆中分配，但是会有特殊情况-------可以进行栈上分配

逃逸分析

作用：可以减少Java程序中同步负载和内存堆分配压力

怎么分析：主要是分析一个新对象的引用的使用范围（分析对象动态作用域）

• 没有发生逃逸：对象在方法内被定义后，只在方法内使用--------------->这种情况就可以使用“栈上分配”

• 发生逃逸：对象在方法内被定义后，它被外部方法使用

⑧代码优化

三者都是基于逃逸分析

栈上分配：

减少了GC次数 未发生逃逸的对象可以进行栈上分配

同步省略：

如果一个对象被发现只能被一个线程访问就可以不用同步

分离对象或标量替换：

标量：无法再分解成更小的data的data

分离对象：将对象分散成标量存在栈中

(2)方法区Method元空间 

主要是存储类信息 线程共享 JVM启动时才能被创建，可以在物理空间上不连续

系统定义太多的类可能会导致方法区溢出-----》OOM（比如：加载大量第三方Jar包；tomcat部署工程过多；大量动态的生成反射类）

元空间和永久代的最大区别：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存

①栈、堆、方法区的交互关系

很重要！！！

 

②设置方法区大小与OOM

Jdk7之前：

• 通过-xx:Permsize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M

• -XX:MaxPermsize来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M，64位机器模式是82M

• 当JVM加载的类信息容量超过了这个值，会报异常OutofMemoryError:PermGen space。

jdk8之后：

-XX:MetaspaceSize：设置初始的元空间大小。对于一个64位的服务器端JVM来说，其默认的-xx:MetaspaceSize值为21MB。这就是初始的高水位线，一旦触及这个水位线，Ful1GC将会被触发并卸载没用的类（即这些类对应的类加载器不再存活）然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不足，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。如果释放空间过多，则适当降低该值。

-XX:MaxMetaspaceSize：最大元空间大小，值是-1，即没有限制。

OOM例子：因为方法区主要是存储类信息---->只要创建出很多的类就会导致OOM

• 加载大量第三方Jar包；

• tomcat部署工程过多；

• 大量动态的生成反射类

③方法区的内部结构

方法区主要是存放类信息，和运行时常量池

存放已经被JVM加载的类型信息、常量、静态变量、JIT代码缓存、域信息、方法信息

类型信息

对每个加载的类型（类class、接口interface、枚举enum、注解annotation），JVm必须在方法区中存储以下类型信息：

• 这个类型的完整有效名称（全名=包名.类名）

• 这个类型直接父类的完整有效名（对于interface或是java.lang.object，都没有父类）

• 这个类型的修饰符（public，abstract，final的某个子集）

• 这个类型直接接口的一个有序列表

域信息

域：成员变量

JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序。

域的相关信息包括：域名称、域类型、域修饰符（public，private，protected，static，final，volatile，transient的某个子集）

方法（Method）信息

JVM必须保存所有方法的以下信息，同域信息一样包括声明顺序：

• 方法名称

• 方法的返回类型（或void）

• 方法参数的数量和类型（按顺序）

• 方法的修饰符（public，private，protected，static，final，synchronized，native，abstract的一个子集）

• 方法的字节码（bytecodes）、操作数栈、局部变量表及大小（abstract和native方法除外）

• 异常表（abstract和native方法除外）

每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引

运行时常量池VS常量池

运行时常量池：在方法区内

常量池：在字节码class文件中（包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用）

常量池：

• 数量值

• 字符串值

• 类引用

• 字段引用

• 方法引用

常量池、可以看做是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等类型

运行时常量池：

常量池经过类加载到方法区之后就形成了运行时常量池（运行时常量池具有动态性）

动态性是指：在运行期间也可以将新的常量放入池中，这种特性利用的较多的是String类中的intern()方法

访问标志:识别一些类或者接口层次的访问信息

这个class是类还是接口；是否为public、是否为abstract、是否被声明为final

类索引：确定这个类的全限定名

父类索引：确定这个类的父类的全限定名（只有一个 java不允许多继承）

接口索引：描述这个类实现了哪些接口

④方法区变化

只有Hotspot才有永久代，对于JRockit、J9来说是不存在永久代的概念

JDK1.6及以前	有永久代，静态变量存储在永久代上
JDK1.7	有永久代，但已经逐步 “去永久代”，字符串常量池，静态变量移除，保存在堆中
JDK1.8	无永久代，类型信息，字段，方法，常量保存在本地内存的元空间，但字符串常量池、静态变量仍然在堆中。

为什么永久代要被元空间替代？

JRockit是和HotSpot融合后的结果，因为JRockit没有永久代，所以他们不需要配置永久代

由于类的元数据分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间

• 为永久代设置空间大小是很难确定的。

在某些场景下，如果动态加载类过多，容易产生Perm区的oom。

而元空间和永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。 因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。

• 对永久代进行调优是很困难的。

  • 主要是为了降低Full GC

方法区的垃圾收集主要回收两部分内容：常量池中废弃的常量和不在使用的类型

StringTable为什么要调整位置

jdk7中将StringTable放到了堆空间中。因为永久代的回收效率很低，在full gc的时候才会触发。而ful1gc是老年代的空间不足、永久代不足时才会触发。

这就导致stringTable回收效率不高。而我们开发中会有大量的字符串被创建，回收效率低，导致永久代内存不足。放到堆里，能及时回收内存。

静态变量存放在那里？

Jdk1.6之前--->永久代

jdk1.7之后---->堆

⑤对象实例化相关

创建对象的方式：

• new

• Class的newInstance()：反射，只能调用空参的构造器

• Constructor的newInstance():反射 可调用无参、有参

• clone：object中的一个方法

• 使用反序列化：获取对象的二进制流

• 第三方库Objenesis

创建对象的步骤：

• 判断对象对应的类是否已经被加载、链接和初始化

• 为对象分配内存（这个阶段已经知道对象的占用空间）

• 处理并发安全问题（new出来的对象放在堆中，堆是共享数据，就会出现并发问题）

  • 区域加锁 采用CAS失败重试

  • 每个线程预先分配一块TLAB

• 初始化分配到的空间（将对象的竖向进行默认初始化）

• 设置对象的对象头（对象所属类 对象的hashcode、对象的GC信息 锁信息）

• 执行init方法进行初始化

对象访问方式：

JVM怎么通过栈帧的对象引用访问到内部的对象实例？

两种访问方式：

• 句柄访问：

• 

   

当对象实例移动时，栈空间引用地址可以不改变进行访问

• 直接指针（Hotspot采用）

 

效率较高 但是对象实例移动时栈帧引用也需要移动

⑥方法区的GC

• 常量池中废弃的变量：没有引用就回收

• 不再使用的类型：（判断这个条件苛刻并且费事）

  • 该类的所有实例都被回收

  • 加载类的加载器被回收

  • 该类对应的Class对象没有被引用

常见面试题：

百度 三面：说一下JVM内存模型吧，有哪些区？分别干什么的？

蚂蚁金服： Java8的内存分代改进 JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？ 一面：JVM内存分布/内存结构？栈和堆的区别？堆的结构？为什么两个survivor区？ 二面：Eden和survior的比例分配

小米： jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代

字节跳动： 二面：Java的内存分区 二面：讲讲jvm运行时数据库区 什么时候对象会进入老年代？

京东： JVM的内存结构，Eden和Survivor比例。 JVM内存为什么要分成新生代，老年代，持久代。新生代中为什么要分为Eden和survivor。

天猫： 一面：Jvm内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么。 一面：JVM的内存模型，Java8做了什么改

拼多多： JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？

美团： java内存分配 jvm的永久代中会发生垃圾回收吗？ 一面：jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代？

最后

以上就是含蓄人生为你收集整理的JVM堆解析(1)堆(2)方法区Method元空间 常见面试题：的全部内容，希望文章能够帮你解决JVM堆解析(1)堆(2)方法区Method元空间 常见面试题：所遇到的程序开发问题。

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