面试必问：jvm原理和调优（附面试题）
- 一、详解jvm内存模型
- 二、jvm中一次完整的gc流程是怎样的
- 三、gc垃圾回收的算法有哪些
- 四、简单说说你了解的类加载器
- 五、双亲委派机制是什么，有什么好处，怎么打破
- 六、说说你jvm调优的几种主要的jvm参数
- 七、jvm调优
- 八、类加载的机制及过程
- 九、jdk1.7到jdk1.8 java虚拟机发⽣了什么变化?
- 十、你们项目如何排查jvm问题 ？
- 十一、深拷贝和浅拷贝
- 十二、说⼀下jvm中，哪些可以作为gc root
- 十三、jvm诊断工具有哪些？
- 十四、为什么要使用stw？
jvm有本地方法栈、虚拟机栈、程序计数器、堆、方法区。
jvm内存分为共享区（可以被所有方法（线程）直接访问）和私有区（对线程来说是私有的，其他线程无法直接访问）。
在共享区里包含着堆和方法区，在私有区里包含着程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈。
程序计数器pc：是一个行号计数器，程序在进行跳转时，我们要记住跳转的行号，它方便我们的程序进行还原。
虚拟机栈：包含了java方法执行时的状态，每一个java方法都会在虚拟机栈里面创建一个栈帧，里面存放局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等。
本地方法栈：跟虚拟机栈类型，在用于调用操作系统的底层方法时才会创建栈帧。
堆：用来保存着java程序运行时的变量，比如new的对象。
方法区：则保存着静态的东西，比如静态变量、常量、类的信息、方法的申明等。
面试题必问：java虚拟机内存模型
java堆 = 老年代 新生代
新生代 = eden s0 s1
当 eden 区的空间满了， java虚拟机会触发一次 minor gc，以收集新生代的垃圾，存活下来的对象，则会转移到 survivor区。
大对象（需要大量连续内存空间的java对象，如那种很长的字符串）直接进入老年态；
如果对象在eden出生，并经过第一次minor gc后仍然存活，并且被survivor容纳的话，年龄设为1，每熬过一次minor gc，年龄 1，若年龄超过一定限制（15），则被晋升到老年态。即长期存活的对象进入老年态。
老年代满了而无法容纳更多的对象，minor gc 之后通常就会进行full gc，full gc 清理整个内存堆 – 包括年轻代和老年代老年代。
major gc 发生在老年代的gc，清理老年区，经常会伴随至少一次minor gc，比minor gc慢10倍以上。
引用计数算法
跟踪回收算法
压缩回收算法
复制回收算法
按代回收算法
浅析java的垃圾回收机制（gc）和五种常用的垃圾回收算法
类加载器 就是根据指定全限定名称将class文件加载到jvm内存，转为class对象。
启动类加载器（bootstrap classloader）:由c 语言实现（针对hotspot）,负责将存放在
扩展类加载器（extension classloader）：负责加载
应用程序类加载器（application classloader）: 负责加载用户类路径（classpath）上的指定类库，我们可以直接使用这个类加载器。一般情况，如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。
双亲委派机制：如果一个类加载器收到类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器完成。每个类加载器都是如此，只有当父加载器在自己的搜索范围内找不到指定的类时（即classnotfoundexception），子加载器才会尝试自己去加载。
双亲委派模型的好处:
●主要是为了安全性，避免用户自己编写的类动态替换java的一 些核心类,比如string。
●同时也避免了类的重复加载，因为jvm中区分不同类,不仅仅是根据类名，相同的class文件被不同的classloader加载就是不同的两个类。
打破双亲委派机制则不仅要继承classloader类，还要重写loadclass和findclass方法。
1）堆栈配置相关
java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k
-xx:maxpermsize=16m -xx:newratio=4 -xx:survivorratio=4 -xx:maxtenuringthreshold=0
-xmx3550m： 最大堆大小为3550m。
-xms3550m： 设置初始堆大小为3550m。
-xmn2g： 设置年轻代大小为2g。
-xss128k： 设置线程堆栈大小为128k。
-xx:maxpermsize： 设置持久代大小为16m
-xx:newratio=4: 设置年轻代（包括eden和两个survivor区）与老年代的比值（除去持久代）。
-xx:survivorratio=4： 设置年轻代中eden区与survivor区的大小比值。设置为4，则两个survivor区与一个eden区的比值为2:4，一个survivor区占整个年轻代的1/6
-xx:maxtenuringthreshold=0： 设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则年轻代对象不经过survivor区，直接进入老年代。
2）垃圾收集器相关
-xx: useparallelgc
-xx:parallelgcthreads=20
-xx: useconcmarksweepgc
-xx:cmsfullgcsbeforecompaction=5
-xx: usecmscompactatfullcollection：
-xx: useparallelgc： 选择垃圾收集器为并行收集器。
-xx:parallelgcthreads=20： 配置并行收集器的线程数
-xx: useconcmarksweepgc： 设置老年代为并发收集。
-xx:cmsfullgcsbeforecompaction：由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行多少次gc以后对内存空间进行压缩、整理。
-xx: usecmscompactatfullcollection： 打开对老年代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片
3）辅助信息相关
-xx: printgc
-xx: printgcdetails
-xx: printgc 输出形式:
[gc 118250k->113543k(130112k), 0.0094143 secs] [full gc 121376k->10414k(130112k), 0.0650971 secs]
-xx: printgcdetails 输出形式:
[gc [defnew: 8614k->781k(9088k), 0.0123035 secs] 118250k->113543k(130112k), 0.0124633 secs] [gc [defnew: 8614k->8614k(9088k), 0.0000665 secs][tenured: 112761k->10414k(121024k), 0.0433488 secs] 121376k->10414k(130112k), 0.0436268 secs
1.将堆的最大、最小设置为相同的值，目的是防止垃圾收集器在最小、最大之间收缩堆而产生额外的时间。
-xmx3550m： 最大堆大小为3550m。
-xms3550m： 设置初始堆大小为3550m。
2.在配置较好的机器上（比如多核、大内存），可以为老年代选择并行收集算法： -xx: useparalleloldgc 。
3.年轻代和老年代将根据默认的比例（1：2）分配堆内存， 可以通过调整二者之间的比率来调整二者之间的大小，也可以针对回收代。
比如年轻代，通过 -xx:newsize -xx:maxnewsize来设置其绝对大小。同样，为了防止年轻代的堆收缩，我们通常会把-xx:newsize -xx:maxnewsize设置为同样大小。
4.年轻代和老年代设置多大才算合理
1）更大的年轻代必然导致更小的老年代，大的年轻代会延长普通gc的周期，但会增加每次gc的时间；小的老年代会导致更频繁的full gc
2）更小的年轻代必然导致更大老年代，小的年轻代会导致普通gc很频繁，但每次的gc时间会更短；大的老年代会减少full gc的频率
如何选择应该依赖应用程序对象生命周期的分布情况： 如果应用存在大量的临时对象，应该选择更大的年轻代；如果存在相对较多的持久对象，老年代应该适当增大。但很多应用都没有这样明显的特性。
在抉择时应该根 据以下两点：
（1）本着full gc尽量少的原则，让老年代尽量缓存常用对象，jvm的默认比例1：2也是这个道理 。
（2）通过观察应用一段时间，看其他在峰值时老年代会占多少内存，在不影响full gc的前提下，根据实际情况加大年轻代，比如可以把比例控制在1：1。但应该给老年代至少预留1/3的增长空间。
加载>>验证>>准备>>解析>>初始化
(1)加载:在硬盘上查找并通过i0读入字节码文件,在堆内存中生成一个对象,作为方法区数据的访问入口
(2)验证: 校验字节码文件的正确性
(3)准备:给类的静态变量分配内存,并赋予默认值
(4)解析(动态链接): 将静态方法的符号引用替换为直接引用(有对应的内存地址信息)
(5)初始化: 给类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块
1.7中存在永久代，1.8中没有永久代，替换它的是元空间，元空间所占的内存不是在虚拟机内部，⽽是本地 内存空间，这么做的原因是，不管是永久代还是元空间，他们都是⽅法区的具体实现，之所以元空间所占 的内存改成本地内存，官⽅的说法是为了和jrockit统⼀，不过额外还有⼀些原因，⽐如⽅法区所存储的类 信息通常是⽐较难确定的，所以对于⽅法区的⼤⼩是⽐较难指定的，太⼩了容易出现⽅法区溢出，太⼤了 ⼜会占⽤了太多虚拟机的内存空间，⽽转移到本地内存后则不会影响虚拟机所占⽤的内存。
分两种情况
①对于还在正常运⾏的系统：
- 可以使⽤jmap来查看jvm中各个区域的使⽤情况；
- 可以通过jstack来查看线程的运⾏情况，⽐如哪些线程阻塞、是否出现了死锁；
- 可以通过jstat命令来查看垃圾回收的情况，特别是fullgc，如果发现fullgc⽐较频繁，那么就得进⾏调优了 ；
- 通过各个命令的结果，或者jvisualvm等⼯具来进⾏分析 ；
- ⾸先，初步猜测频繁发送fullgc的原因，如果频繁发⽣fullgc但是⼜⼀直没有出现内存溢出，那么表示 fullgc实际上是回收了很多对象了，所以这些对象最好能在younggc过程中就直接回收掉，避免这些对 象进⼊到⽼年代，对于这种情况，就要考虑这些存活时间不⻓的对象是不是⽐较大，导致年轻代放不 下，直接进⼊到了⽼年代，尝试加⼤年轻代的⼤⼩，如果改完之后，fullgc减少，则证明修改有效；
- 同时，还可以找到占⽤cpu最多的线程，定位到具体的⽅法，优化这个⽅法的执⾏，看是否能避免某些 对象的创建，从⽽节省内存 。
② 对于已经发⽣了oom的系统：
1.⼀般⽣产系统中都会设置当系统发⽣了oom时，⽣成当时的dump⽂件（- xx: heapdumponoutofmemoryerror -xx:heapdumppath=/usr/local/base）
2. 我们可以利⽤jsisualvm等⼯具来分析dump⽂件
3. 根据dump⽂件找到异常的实例对象，和异常的线程（占⽤cpu⾼），定位到具体的代码
4. 然后再进⾏详细的分析和调试
深拷贝和浅拷贝就是指对象的拷贝，一个对象中存在两种类型的属性，一种是基本數据类型， 一种是实例对象的引用。
1.浅拷贝是指，只会拷贝基本数据类型的值，以及实例对象的引用地址，并不会复制一份引用地址所指向的对象， 也就是浅拷贝出来的对象,内部的类属性指向的是同一个对象
2深拷贝是指，既会拷贝基本数据类型的值，也会针对实例对象的引用地址所指向的对象进行复制，深拷贝出来的对象，内部的类执行指向的不是同一个对象
首先,gc root是根对象，jvm在进⾏垃圾回收时，需要找到“垃圾”对象，也就是没有被引⽤的对象，但是直接找“垃圾”对象是⽐较耗时的，所以反过来，先找“⾮垃圾”对象，也就是正常对象，那么就需要从某些“根”开始去找，根据这些“根”的引⽤路径找到正常对象，⽽这些“根”有⼀个特征，就是它只会引⽤其他对象，⽽不会被其他对象引⽤，例如：栈中的本地变量、⽅法区中的静态变量、本地⽅法栈中的变量、正在运⾏的线程等可以作为gc root。
阿里的arthas
jdk自带jvm诊断工具：java visualvm
full gc把整个堆都回收
oom：内存溢出 out of memory error
stw：stop the word java进行gc时会停止用户线程，对用户体验很不好
反证法，如果没有stw，用户线程将一直执行。
gc要进行垃圾回收，就要找所有垃圾和非垃圾，先找gc root，然后找引用对象。因为程序会在gc的过程中一直在执行，然后结束了，结束之后内存空间都被释放了，栈帧弹出，gc root已经没了，之前找的非垃圾已经全变成垃圾了。