JVM面试精华：内存区域、类加载与垃圾回收详解

Java JVM 面试题总结涵盖了Java虚拟机的核心概念和实践细节。首先，JVM的主要作用在于作为Java应用程序的运行环境，它实现了平台无关性，使得编写的Java字节码可以在不同操作系统上执行。它通过以下几个关键步骤来管理和执行Java程序：加载（将类加载到内存）、验证（确保类的正确性）、准备（为类变量分配内存）、解析（将符号引用转换为直接引用）、初始化（执行类的静态初始化块）、使用和卸载（对象的创建与回收）。 在Java内存管理中，对象的创建涉及多个区域。对象的生命周期始于堆内存，这是所有对象的存储空间。对象的内存布局包括三个部分：对象头（存放类型信息、哈希码等）、实例数据（存储实例变量值）和对齐填充（满足特定字节对齐要求）。对象头中包含了诸如类指针、对象锁和偏向线程锁等信息，对象的访问定位方式则包括直接寻址、间接寻址和句柄定位。 对象的生命周期由垃圾回收器负责管理。JVM中的垃圾回收算法包括： 1. **标记-清除**：简单但可能导致碎片化。 2. **标记-复制**：每次只收集一个半区，新生代效率高，但空间利用率低。 3. **标记-整理**：移动存活的对象以消除碎片，但可能影响性能。 内存管理中还有两个重要的概念：记忆集（Survivor Space）和卡表（Card Table），前者是新生代中的小对象区，后者用于记录对象是否被回收。卡页是内存管理中的一种单位，写屏障是为了保证内存可见性而设置的机制，但它可能导致额外的开销。三色标记法是一种更精确的垃圾收集策略，但可能会增加复杂性和时间消耗。 垃圾收集器是JVM中的关键组件，包括Serial、ParNew（新生代）、ParallelScavenge（并行回收）、SerialOld（老年代串行回收）、ParallelOld（并行老年代回收）、CMS（并发标记清除）以及G1（Garbage First）。每个收集器都有其适用场景和优化点。 此外，文章还提到了双亲委派模型，它是Java类加载机制的一部分，用于解决类的加载顺序问题，但存在安全漏洞，如类加载器的三次破坏。JVM调优涉及到的参数包括堆大小、新生代与老年代的比例、并发级别等。这篇文章全面梳理了JVM的基础知识，对于深入理解Java虚拟机的运行原理和技术选型具有很高的参考价值。