JVM内存结构和Java内存模型都是面试的热点问题，名字看感觉都差不多，网上有些博客也都把这两个概念混着用，实际上他们之间差别还是挺大的。 说到JVM内存结构，就不会只是说内存结构的5个分区，而是会延展到整个JVM相关的问题，所以先了解下JVM的构成。 栈：线程运行需要的内存空间 栈帧：每一个方法运行需要的内存（包括参数，局部变量，返回地址等信息） 每个线程只有一 个活动栈帧（栈顶的栈帧），对应着正在执行的代码 常见问题解析 垃圾回收是否涉及栈内存：不涉及，垃圾回收只涉及堆内存 栈内存分配越大越好吗：内存一定时，栈内存越大，线程数就越少，所以不应该过大 方法内的局部变量是否是线程安全的： 栈内存溢出（StackOverflowError） 栈帧过多 栈帧过大 线程运行诊断 CPU占用过高（定位问题） 程序运行很长时间没有结果（死锁问题） 通过new关键字创建的对象都会使用堆内存 堆是线程共享的 堆中有垃圾回收机制 堆内存溢出（OutOfMemoryError） 堆内存诊断 命令行方式 jconsole jvisualvm StringTable特性 常量池中的字符串仅是字符，第一次使用时才变为对象 利用串池机制，避免重复创建字符串 字符串常量拼接原理是StringBuilder（1.8） 字符串常量拼接原理是编译器优化 StringTable在1.6中存放在永久代，在1.8中存放在堆空间 intern方法主动将串池中没有的字符串对象放入串池 1.8中：尝试放入串池，如果有就不放入，只返回一个引用；如果没有就放入串池，同时返回常量池中对象引用 1.6中：尝试放入串池，如果有就不放入，只返回一个引用；如果没有就复制一个放进去（本身不放入），同时返回常量池中的对象引用 字符串常量池分析（1.8环境） JVM调优三大参数（如： java -Xms128m -Xmx128m -Xss256k -jar xxxx.jar） JVM内存结构中堆和栈的区别 判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收 每个对象实例都有一个引用计数器，被引用则+1，完成引用则-1 优点：执行效率高，程序执行受影响小 缺点：无法检测出循环引用的情况，导致内存泄露 Java虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活对象 扫描堆中的对象，看是否能沿着GC Root对象为起点的引用链找到该对象，找不到则可以回收 哪些对象可以作为GC Root 通过System Class Loader或者Boot Class Loader加载的class对象，通过自定义类加载器加载的class不一定是GC Root 虚拟机栈中的引用的对象 本地方法栈中JNI（natice方法）的引用的对象 方法区中的常量引用的对象 方法区中的类静态属性引用的对象 处于激活状态的线程 正在被用于同步的各种锁对象 GC保留的对象，比如系统类加载器等。 分代垃圾回收流程 默认堆内存分配 GC相关VM参数 安全点（SafePoint） 分析过程中对象引用关系不会发生改变的点 产生安全点的地方： 安全点的数量应该设置适中 串行（SerialGC） 吞吐量优先(ParallelGC) 响应时间优先(CMS -XX:+UseConcMarkSweepGC 标记清除算法) 多线程的垃圾回收器 堆内存较大，多核CPU，Server模式下默认的老年代垃圾回收器 尽可能让单次STW暂停时间最短 部分时期内可以并发执行 执行流程 G1（-XX:+UseG1GC 复制+标记清除算法） 垃圾回收阶段 新生代垃圾收集 新生代垃圾收集+并发标记 混合收集，对新生代，幸存区和老年代都进行收集 Full GC SerialGC ParallelGC CMS 新生代内存不足发生的垃圾收集：minor GC 老年代内存不足 G1 新生代内存不足发生的垃圾收集：minor GC 老年代内存不足，达到阈值时进入并发标记和混合收集阶段 强引用 软引用 仅有【软引用】引用该对象时，在垃圾回收后，内存仍不足时会再次发起垃圾回收，回收软引用对象 可以配合引用队列来释放软引用自身 创建一个软引用：SoftReference ref = new SoftReference<>(new Object()); 软引用被回收后，仍然还保留一个null，如将软引用加入集合，回收后遍历集合仍然还存在一个null 弱引用 虚引用 终结器引用 加载 链接 校验：检查加载的的Class的正确性和安全性 准备：为类变量分配存储空间并设置类变量初始值 解析：JVM将常量池内的符号引用转换为直接引用 初始化 需求场景 步骤 案例演示 创建自定义类加载器 调用自定义类加载器加载类 JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。 第三方应用开发过程中，会需要某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或者只对系统应用开放，就可以通过Java的反射机制来获取所需的私有成员或者方法 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 Filed代表类的成员变量（属性） 定义一个Robot类 编写一个反射应用类，针对私有的属性和方法必须设置setAccessible(true)才能进行访问 -通俗来说，JMM是一套多线程读写共享数据时，对数据的可见性，有序性和原子性的规则 JVM实现不同会造成“翻译”的效果不同，不同CPU平台的机器指令有千差万别，无法保证同一份代码并发下的效果一致。所以需要一套统一的规范来约束JVM的翻译过程，保证并发效果一致性 循环创建两类线程，一个线程用于做值的交换，一个线程用于打印值 比较直观的三种结果 实际上除了很容易想到的三种情况外还有一种特殊情况：b = 3 , a = 1 什么是volatile 什么时候适合用vilatile volatile的作用 volatile的性能 什么是happens-before规则：前一个操作的结果可以被后续的操作获取。 如果有用，点个赞再走吧
通俗点说，JVM内存结构是与JVM的内部存储结构相关，而Java内存模型是与多线程编程相关，本文针对这两个总是被混用的概念展开讲解。JVM内存结构
JVM构成
JVM内存结构
程序计数器
（通过移位寄存器实现）
虚拟机栈
本地方法栈
堆
方法区
String s1 = "a"; String s2 = "b"; String s3 = "a"+"b"; String s4 = s1+s2; String s5 = "ab"; String s6 = s4.intern(); System.out.println(s3==s4);// s3在常量池中，s4在堆上（intern尝试s4放入常量池，因为ab存在了就拒绝放入返回ab引用给s6，s4还是堆上的） System.out.println(s3==s5);// s3在常量池中，s4也在常量池中（字符串编译期优化） System.out.println(s3==s6);// s3在常量池中，s6是s4的intern返回常量池中ab的引用，所以也在常量池中 String x2 = new String("c")+new String("d"); String x1 = "cd"; x2.intern(); System.out.println(x1==x2);//x2调用intern尝试放入常量池，但常量池中已经有cd了，所以只是返回一个cd的引用，而x2还是堆上的引用
GC垃圾回收机制
1. 垃圾判别方法
引用计数算法
可达性分析算法
2. 垃圾回收算法
标记清除法
标记整理法
复制算法
3. 分代垃圾回收机制
4. 垃圾回收器
5. 四种引用
类加载
类加载器的分类
类加载过程
LoadClass和forName的区别
双亲委派机制
自定义类加载器
public class MyClassLoader extends ClassLoader { private String path; private String classLoaderName; public MyClassLoader(String path, String classLoaderName) { this.path = path; this.classLoaderName = classLoaderName; } //用于寻找类文件 @Override public Class findClass(String name) { byte[] b = loadClassData(name); return defineClass(name, b, 0, b.length); } //用于加载类文件 private byte[] loadClassData(String name) { name = path + name + ".class"; try (InputStream in = new FileInputStream(new File(name)); ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();) { int i = 0; while ((i = in.read()) != -1) { out.write(i); } return out.toByteArray(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } } public class MyClassLoaderChecker { public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, ClassNotFoundException { MyClassLoader m = new MyClassLoader("C:\Users\73787\Desktop\","myClassLoader"); Class<?> c = m.loadClass("Robot"); System.out.println(c.getClassLoader()); c.newInstance(); } } 反射机制
反射的定义
反射的常用场景
反射相关的类
Class类：
Filed类
Method类
Constructor类
案例
public class Robot { //私有属性 private String name; //公有方法 public void sayHi(String hello){ System.out.println(hello+" "+name); } //私有方法 private String thorwHello(String tag){ return "hello "+tag; } } public class ReflectSample { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException { //加载类 Class<?> rc = Class.forName("leetcode.Robot"); //获取类实例 Robot r = (Robot)rc.newInstance(); //打印类名 System.out.println(rc.getName()); //加载一个私有方法 Method getHello = rc.getDeclaredMethod("thorwHello",String.class); getHello.setAccessible(true); Object bob = getHello.invoke(r, "bob"); System.out.println(bob); //加载一个公有方法 Method sayHi = rc.getMethod("sayHi",String.class); Object welcome = sayHi.invoke(r,"welcome"); //加载一个私有属性 Field name = rc.getDeclaredField("name"); name.setAccessible(true); name.set(r,"tom"); sayHi.invoke(r,"welcome"); } } Java内存模型
什么是Java内存模型（JMM）
为什么会有Java内存模型
原子性
可见性
/** * 〈可见性问题分析〉 * * @author Chkl * @create 2020/3/4 * @since 1.0.0 */ public class FieldVisibility { int a = 1; int b = 2; private void change() { a = 3; b = a; } private void print() { System.out.println("b=" + b + ";a=" + a); } public static void main(String[] args) { while (true) { FieldVisibility test = new FieldVisibility(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } test.change(); } }).start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } test.print(); } }).start(); } } }
– 这种情况就是可见性问题
– a的值在线程1（执行交换线程）的本地缓存中进行了更新，但是并没有同步到共享缓存，而b的值成功的更新到了共享缓存，导致线程2（执行打印线程）从共享缓存中获取到的数据并不是实时的最新数据
–
有序性（重排序）
计算： a = 3; b = 2; a = a + 1; 重排序优化前的instructions load a set to 3 store 3 load b set to 2 store b load a set to 4 store a 经过重排序处理后 load a set to 3 set to 4 store a load b set to 2 store b 上述少了两个指令，优化了性能
volatile
happens-before规则
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