前言
作為一名 Java 從業者，雖然近幾年，無論是使用規模、開發者人數，還是技術生態成熟度、相關工具的豐富程度，Java 都在后端開發語言中有著不可撼動的地位，也是開發各類業務系統的首選語言，
而且薪資也非常可觀
（圖源：職友集 2020年北京 Java 程式員的工資情況）
但很多同學卻總有種“做不動”的感覺，專案還好說，用 Java 寫系統代碼都沒有問題，可一旦有人問到 Java 程式運行起來以后內部發生了什么，怎么讓它運行的更好？大多數同學就可能答不上來了，
而現在面試 Java 崗位，無論什么規模的公司，面試官必問到 JVM 相關的問題，什么執行緒、記憶體模型、JVM 運行時記憶體、垃圾回收與演算法、GC 垃圾收集器、JAVA IO/NIO 、JVM 類加載機制等等知識點，
在面試中，這些問題如果答不好，可能直接影響你的薪資，
這里和大家分享一張 JVM 和性能優化大圖，包含了 Java 工程師一定要花時間學會的 Java 記憶體區域、垃圾回收器和記憶體分配策略、JVM 的執行子系統、撰寫高效優雅 Java 程式、性能優化等等知識點，（感興趣的同學可以關注公眾號【程式員白楠楠】領取高清完整版圖譜）
接下來就帶大家詳細了解一下，2020 年一線大廠技術面試 JVM 知識的必考問題，看看你能答出幾道？
什么情況下會發生堆疊記憶體溢位，
詳解JVM記憶體模型
JVM記憶體為什么要分成新生代，老年代，持久代，新生代中為什么要分為Eden和Survivor，
JVM中一次完整的GC流程是怎樣的，物件如何晉升到老年代
你知道哪幾種垃圾收集器，各自的優缺點，重點講下cms和G1，包括原理，流程，優缺點，
說一說 JVM 運行時資料區？
GC 收集器有哪些？CMS 收集器與 G1 收集器的特點？
如何判斷 Java 物件已經被回收？
垃圾回收演算法有哪些？
堆和堆疊的區別是什么？
一什么情況下會發生堆疊記憶體溢位，
路思： 描述堆疊定義，再描述為什么會溢位，再說明一下相關配置引數，OK的話可以給面試官手寫是一個堆疊溢位的demo，
我的答案：
- 堆疊是執行緒私有的，他的生命周期與執行緒相同，每個方法在執行的時候都會創建一個堆疊幀，用存盤區域變數表，運算元堆疊，動態鏈接，方法出口等資訊，區域變數表又包含基本資料型別，物件參考型別
- 如果執行緒請求的堆疊深度大于虛擬機所允許的最大深度，將拋出StackOverflowError例外，方遞
- 歸呼叫產生這種結果，
- 如果Java虛擬機堆疊可以動態擴展，并且擴展的動作已經嘗試過，但是無法申請到足夠的內去完成擴展，或者在新建立執行緒的時候沒有足夠的記憶體去創建對應的虛擬機堆疊，那么Java虛擬機將拋出一個OutOfMemory 例外，(執行緒啟動過多)
- 引數 -Xss 去調整JVM堆疊的大小
二詳解JVM記憶體模型
思路： 給面試官畫一下JVM記憶體模型圖，并描述每個模塊的定義，作用，以及可能會存在的題，如堆疊溢位等，
我的答案：
JVM記憶體結構
程式計數器：當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器，用于記錄正在執行的虛擬機位元組指令地址，執行緒私有，
Java虛擬堆疊：存放基本資料型別、物件的參考、方法出口等，執行緒私有，
Native方法堆疊：和虛擬堆疊相似，只不過它服務于Native方法，執行緒私有，
Java堆：java記憶體最大的一塊，所有物件實體、陣列都存放在java堆，GC回收的地方，執行緒共享，
方法區：存放已被加載的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯后的代碼資料等，（即永久帶），回收目標主要是常量池的回收和型別的卸載，各執行緒共享
三JVM記憶體為什么要分成新生代，老年代，持久代，新生代中為什么要分為Eden和Survivor，
思路： 先講一下JAVA堆，新生代的劃分，再談談它們之間的轉化，相互之間一些引數的配（如： –XX:NewRatio，–XX:SurvivorRatio等），再解釋為什么要這樣劃分，最好加一點自己的理解，
我的答案：
1）共享記憶體區劃分
- 共享記憶體區 = 持久帶 + 堆
- 持久帶 = 方法區 + 其他
- Java堆 = 老年代 + 新生代
- 新生代 = Eden + S0 + S1
2）一些引數的配置
- 默認的，新生代 ( Young ) 與老年代 ( Old ) 的比例的值為 1:2 ，可以通過引數 –XX:NewRatio 配置，
- 默認的，Edem : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通過引數 –XX:SurvivorRatio 來設定)
- Survivor區中的物件被復制次數為15(對應虛擬機引數 -XX:+MaxTenuringThreshold)
3)為什么要分為Eden和Survivor?為什么要設定兩個Survivor區？
- 如果沒有Survivor，Eden區每進行一次Minor GC，存活的物件就會被送到老年代，老年代很快被填滿，觸發Major GC.老年代的記憶體空間遠大于新生代，進行一次Full GC消耗的時間比Minor GC長得多,所以需要分為Eden和Survivor，
- Survivor的存在意義，就是減少被送到老年代的物件，進而減少Full GC的發生，Survivor的預篩選保證，只有經歷16次Minor GC還能在新生代中存活的物件，才會被送到老年代，
- 設定兩個Survivor區最大的好處就是解決了碎片化，剛剛新建的物件在Eden中，經歷一次MinorGC，Eden中的存活物件就會被移動到第一塊survivor space S0，Eden被清空；等Eden區再滿了，就再觸發一次Minor GC，Eden和S0中的存活物件又會被復制送入第二塊survivor spaceS1（這個程序非常重要，因為這種復制演算法保證了S1中來自S0和Eden兩部分的存活物件占用連續的記憶體空間，避免了碎片化的發生）
四說一說 JVM 運行時資料區？
不同虛擬機的運行時資料區可能略微有所不同，但都會遵從 Java 虛擬機規范， Java 虛擬機規范規定的區域分為以下 5 個部分：
程式計數器
當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器，位元組碼決議器的作業是通過改變這個計數器的值，來選取下一條需要執行的位元組碼指令，分支、回圈、跳轉、例外處理、執行緒恢復等基礎功能；
Java 虛擬機堆疊
用于存盤區域變數表、運算元堆疊、動態鏈接、方法出口等資訊；
本地方法堆疊
與虛擬機堆疊的作用是一樣的，只不過虛擬機堆疊是服務 Java 方法的，而本地方法堆疊是為虛擬機呼叫 Native 方法服務的；
Java 堆
Java 虛擬機中記憶體最大的一塊，是被所有執行緒共享的，幾乎所有的物件實體都在這里分配記憶體；
方法區
用于存盤已被虛擬機加載的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯后的代碼等資料，
五、GC 收集器有哪些？
并行收集器：串行收集器使用一個單獨的執行緒進行收集，GC 時服務有停頓時間，
串行收集器：次要回收中使用多執行緒來執行，
CMS 收集器是基于“標記—清除”演算法實作的，經過多次標記才會被清除，
G1 從整體來看是基于“標記—整理”演算法實作的收集器，從區域（兩個 Region 之間）上來看是基于“復制”演算法實作的，
六、如何判斷 Java 物件已經被回收？
1、參考計數演算法
為每個物件創建一個參考計數，有物件參考時計數器 +1，參考被釋放時計數 -1，當計數器為 0 時就可以被回收，它有一個缺點不能解決回圈參考的問題；
2、可達性分析法
從 GC Roots 開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為參考鏈，當一個物件到 GC Roots 沒有任何參考鏈相連時，則證明此物件是可以被回收的，
GC Roots：
1.虛擬機堆疊（本地變數表）參考的物件，
2.方法區靜態屬性參考的物件，
3.方法區常量參考的物件，
4.本地方法堆疊JNI（一般指naive方法）中參考的物件
圖示 Object6、7、8 與起始點沒有任何參考鏈，則說明不可用，需要被回收，
七、垃圾回收演算法有哪些？
1、標記-清除（Mark-Sweep）
此演算法執行分兩階段，第一階段從參考根節點開始標記所有被參考的物件，第二階段遍歷整個堆，把未標記的物件清除，此演算法需要暫停整個應用， 同時，會產生記憶體碎片，
2、復制（Copying）
此演算法把記憶體空間劃為兩個相等的區域，每次只使用其中一個區域，垃圾回收時，遍歷當前使用區域，把正在使用中的物件復制到另外一個區域中，
每次只處理正在使用中的物件，因此復制成本比較小，同時復制過去以后還能進行相應的記憶體整理，不會出現“碎片”問題，當然，缺點也是很明顯的，需要兩倍記憶體間，
3、標記-整理（Mark-Compact）
結合了前兩個演算法的優點，也是分兩階段，第一階段從根節點開始標記所有被參考物件，第二階段遍歷整個堆，清除標記物件，并未標記物件并且把存活物件“壓縮”到堆的其中一塊，按順序排放，
此演算法避免了“標記-清除”的碎片問題，同時也避免了“復制”演算法的空間問題，
總結
以上資料均出自阿里P8架構師，整理的《2020Java技術堆疊面試總結合集》
劃重點！這份Java資源中包括：
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標籤：Java