2023 JVM面试必备：ZGC、Safepoint深度解析与JVM监控工具

"这是一份2021年的JVM面试题大全，包含了对ZGC垃圾收集器、Safepoint机制、JVM提供的常用工具以及CMS收集器的详细解析。" ### JVM相关知识点 #### 1. ZGC (Z Garbage Collector) ZGC是JDK11引入的一个实验性的低延迟垃圾收集器，设计目标是在不牺牲吞吐量的情况下，确保垃圾回收的停顿时间不超过10毫秒，无论堆内存大小如何。ZGC采用了Region内存布局，不再区分新生代和老年代。其主要技术包括： - **读屏障(Read Barrier)**: 在对象引用读取前后执行特定操作，用于辅助垃圾回收。 - **染色指针(Color Pointer)**: 通过在指针中嵌入颜色位，标记对象的状态（是否可达）。 - **内存多重映射(Multi-Mapping)**: 实现对象移动时的地址透明性，使得对象在内存中移动而无需更新所有引用。 #### 2. Safepoint Safepoint是JVM中的一个概念，用于在垃圾回收时确保所有线程处于可安全停止的状态。当JVM需要进行全局操作（如垃圾回收）时，会触发Safepoint同步，使得所有线程都能安全地到达一个已知的、不会改变对象状态的位置。如果某个线程因忙于执行无法立即进入Safepoint，可能会导致整体垃圾回收时间延长。 #### 3. JVM提供的常用工具 - **jps**: 显示本地Java进程，包括进程ID，用于监控Java应用程序。 - **jinfo**: 提供关于Java进程的系统属性、JVM参数和类路径等信息。 - **jstat**: 监控JVM的运行状态，包括垃圾收集、类加载等信息。 - **jstack**: 显示JVM中所有线程的堆栈信息，帮助分析死锁和线程阻塞问题。 - **jmap**: 用于查看JVM内存使用情况，包括对象分配和数量等。 #### 4. CMS (Concurrent Mark Sweep) 收集器 CMS是一款针对老年代的垃圾收集器，致力于减少垃圾回收的停顿时间，适合需要高响应速度的应用。CMS主要包含四个阶段： - **初始标记**: 快速标记GC Roots直接可达的对象，需要STW（Stop The World）。 - **并发标记**: 并行跟踪GC Roots可达的对象，与应用线程并发执行。 - **重新标记**: 修正并发标记期间可能产生的新标记，这个阶段也可能需要短暂的STW。 - **并发清除**: 清除不可达对象，这个阶段与应用线程并发执行。 CMS收集器的特点是其并发执行的特性，但因为使用的是标记-清除算法，可能会导致内存碎片，JVM后续版本引入了G1和ZGC来解决这个问题。 总结来说，JVM面试题涵盖了低延迟垃圾收集策略、JVM的监控工具以及垃圾回收算法的细节，这些都是理解和优化Java应用程序性能的关键知识点。了解这些内容对于Java开发者和系统管理员来说至关重要。