Java面试深度解析：JVM内存与垃圾回收

"这份资料是2020年的Java面试题及答案，涵盖了JVM相关的详细知识，包括JVM内存区域、垃圾回收机制以及各种垃圾回收算法，还涉及了Java的四种引用类型和不同的垃圾收集器。" 在Java面试中，JVM（Java虚拟机）的相关知识通常是必考的重点。本资料详细讲解了JVM的结构和工作原理，从以下几个方面进行了深入探讨： 1. JVM内存区域： - **程序计数器**：每个线程都有自己独立的程序计数器，用于存储当前线程正在执行的字节码指令地址。 - **虚拟机栈**：同样为线程私有，每个线程都有自己的虚拟机栈，用于存放栈帧，每个栈帧对应一个方法调用。 - **本地方法区**：为Java Native Interface (JNI) 提供服务，线程私有，存储非Java语言的方法调用。 - **堆**：线程共享，存放对象实例，是Java内存管理的主要区域，分为新生代和老年代。 - **方法区/永久代**：线程共享，存储类的信息、常量、静态变量等，Java 8后被元空间（Metaspace）取代。 2. JVM运行时内存： - **新生代**：包括Eden区、两个Survivor区（From和To），用于存放新创建的对象，进行Minor GC。 - **Eden区**：大多数对象首先被分配到Eden区。 - **Survivor区**：在每次Minor GC时，存活的对象会从Eden和From区复制到To区，然后清空Eden和From区，To区满则晋升到老年代。 - **老年代**：存放长期存活的对象，执行Major GC。 - **永久代/元空间**：存储类的元数据，如类的定义、方法信息等。 3. 垃圾回收与算法： - **如何确定垃圾**：通过引用计数法和可达性分析来判断对象是否可达，从而决定是否为垃圾。 - **标记清除算法**：标记所有存活对象，然后清除死亡对象，产生碎片。 - **复制算法**：将存活对象复制到一块连续区域，避免碎片，但浪费了一半空间。 - **标记整理算法**：标记存活对象后，整体移动，消除碎片，适用于老年代。 - **分代收集算法**：根据对象生命周期特性，针对不同年代使用不同算法，如新生代用复制算法，老年代用标记整理算法。 4. Java的四种引用类型： - **强引用**：默认的引用类型，只要强引用存在，对象就不会被GC回收。 - **软引用**：在系统将要发生内存溢出之前，会回收软引用指向的对象。 - **弱引用**：任何时候只要GC运行，无论内存是否足够，都会回收弱引用指向的对象。 - **虚引用**：虚引用主要用于跟踪对象被垃圾收集的状态，无法通过虚引用来访问对象。 5. GC分代收集算法与分区收集算法： - **分代收集算法**：根据对象生命周期不同，将堆分为新生代和老年代，使用不同的GC策略。 - **分区收集算法**：将堆空间进一步细分，提高垃圾收集效率。 6. 垃圾收集器： - **Serial**：单线程的垃圾收集器，使用复制算法，适用于小型应用。 - **ParNew**：Serial的多线程版本，常与CMS配合使用。 - **ParallelScavenge**：多线程，优化新生代，目标是达到更稳定的吞吐量。 - **SerialOld**：Serial的老年代版本，使用标记整理算法。 这份资料全面覆盖了Java面试中关于JVM的常见问题，对于准备面试的Java开发者来说，是极好的复习材料。