JAVA面试必备：JVM内存与垃圾回收解析

"JAVA面试知识汇总.pdf，涵盖了多线程、JVM内存模型、序列化以及常见的面试问题等核心Java技术。" 在Java面试中，JVM的相关知识是必不可少的部分。JVM（Java Virtual Machine）是Java程序运行的基础，它负责解析并执行字节码。JVM内存主要分为五个区域： 1. **程序计数器**：每个线程都有自己的程序计数器，它记录了当前线程正在执行的字节码的地址，用于控制程序的执行流程。 2. **虚拟机栈**：同样为线程私有，每个方法的调用对应一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接和方法返回地址等信息。 3. **本地方法栈**：与虚拟机栈类似，但主要用于支持JNI（Java Native Interface）调用 native 方法。 4. **堆**：所有线程共享，主要用于对象实例的分配。新生代和老年代是堆内存的两个主要部分，新生代又分为Eden区、SurvivorFrom和SurvivorTo，用于实现对象的生命周期管理和垃圾回收。 5. **方法区/永久代**：存储类信息、常量、静态变量等，Java 8后被元空间（Metaspace）取代，以减少对内存的限制。 垃圾回收是JVM管理内存的关键。主要有以下几种垃圾识别和回收算法： - **引用计数法**：简单但无法处理循环引用的问题。 - **可达性分析**：通过根节点集合来判断对象是否可达，是现代JVM的主要垃圾检测方式。 - **标记清除**：标记所有存活对象，然后清除所有未标记的对象，产生碎片。 - **复制算法**：将内存分为两块，每次只使用一块，当一块满时，将存活对象复制到另一块，然后清空。 - **标记整理**：标记后，将所有存活对象向一端移动，然后清理边界外的内存。 - **分代收集**：根据对象的生命周期特性，分别在新生代和老年代采用不同的算法，如新生代的复制算法和老年代的标记整理算法。 Java中存在四种不同类型的引用： - **强引用**：默认的引用类型，只要强引用存在，对象就不会被垃圾回收。 - **软引用**：在系统内存不足时，会回收软引用对象，以防止系统出现 OutOfMemoryError。 - **弱引用**：即使存在弱引用，只要进行垃圾回收，无论内存状况如何，都会回收该对象。 - **虚引用**：最弱的一种引用，无法通过虚引用来访问对象，仅用于跟踪对象被垃圾回收的状态。 垃圾收集器是JVM实现垃圾回收策略的具体工具，例如： - **Serial**：单线程的垃圾收集器，使用复制算法，适合小内存应用。 - **ParNew**：Serial的多线程版本，常与CMS（Concurrent Mark Sweep）配合使用。 - **ParallelScavenge**：多线程的复制算法收集器，追求高吞吐量。 - **SerialOld**：Serial的旧生代版本，使用标记整理算法。 理解这些概念对于Java开发者来说至关重要，它们不仅出现在面试中，也是优化应用程序性能的关键。