二、Java記憶體區域

1、Java記憶體結構

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

記憶體結構

程式計數器

當前執行緒所執行位元組碼的行號指示器，若當前方法是native的，那么程式計數器的值就是undefined，

執行緒私有，Java記憶體區域中唯一一塊不會發生OOM或StackOverflow的區域，

虛擬機堆疊

就是常說的Java堆疊，存放堆疊幀，堆疊幀里存放區域變數表等資訊，方法執行到結束對應著一個堆疊幀的入堆疊到出堆疊，

執行緒私有，會發生StackOverflow，

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，

執行緒私有，會發生StackOverflow，

Java 虛擬機中記憶體最大的一塊，幾乎所有的物件實體都在這里分配記憶體，

是被所有執行緒共享的，會發生OOM，

方法區

也稱非堆，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，

是被所有執行緒共享的，會發生OOM，

運行時常量

是方法區的一部分，存常量（比如static final修飾的，比如String 一個字串）和符號參考，

是被所有執行緒共享的，會發生OOM，

2、物件創建時堆記憶體分配演算法

指標碰撞

前提要求堆記憶體的絕對工整的，

所有用過的記憶體放一邊，沒用過的放另一邊，中間放一個分界點的指示器，當有物件新生時就已經知道大小了，指示器只需要像沒用過的記憶體那邊移動與物件等大小的記憶體區域即可，

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

指標碰撞

空閑串列

假設堆記憶體并不工整，那么空閑串列最合適，

JVM維護一個串列，記錄哪些記憶體塊是可用的，當物件創建時從串列中找到一塊足夠大的空間劃分給新生物件，并將這塊記憶體標記為已用記憶體，

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

空閑串列

3、物件在記憶體中的存盤布局

分為三部分：

物件頭

包含兩部分：自身運行時資料和型別指標，

自身運行時資料包含：hashcode、gc分代年齡、鎖狀態標識、執行緒持有的鎖、偏向執行緒ID、偏向時間戳等

物件指標就是物件指向它的類元資料的指標，虛擬機通過這個指標來確定物件是哪個類的實體

實體資料

用來存盤物件真正的有效資訊（包括父類繼承下來的和自己定義的）

對齊填充

JVM要求物件起始地址必須是8位元組的整數倍（8位元組對齊），所以不夠8位元組就由這部分來補充，

4、物件怎么定位

如下兩種，具體用哪種有JVM來選擇，hotspot虛擬機采取的直接指標方式來定位物件，

直接指標

堆疊上的參考直接指向堆中的物件，好處就是速度快，沒額外開銷，

句柄

Java堆中會單獨劃分出一塊記憶體空間作為句柄池，這么一來堆疊上的參考存盤的就是句柄地址，而不是真實物件地址，而句柄中包含了物件的實體資料等資訊，好處就是即使物件在堆中的位置發生移動，堆疊上的參考也無需變化，因為中間有個句柄，

5、判斷物件是否能被回收的演算法

參考計數法

給物件添加一個參考計數器，每當有一個地方參考他的時候該計數器的值就+1，當參考失效的時候該計數器的值就-1；當計數器的值為0的時候，jvm判定此物件為垃圾物件，存在記憶體泄漏的bug，比如回圈參考的時候，所以jvm虛擬機采取的是可達性分析法，

可達性分析法

有一些根節點GC Roots作為物件起始點，從這些節點開始向下搜索，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的時候，則證明此物件為垃圾物件，

補充：哪些可作為GC Roots？

虛擬機堆疊中的參考的物件

方法區中的類靜態屬性參考的物件

方法區中常量參考的物件

本地方法堆疊中JNI（native方法）參考的物件

6、如何判斷物件是否能被回收

該物件沒有與GC Roots相連
該物件沒有重寫finalize()方法或finalize()已經被執行過則直接回收（第一次標記）、否則將物件加入到F-Queue佇列中（優先級很低的佇列）在這里finalize()方法被執行，之后進行第二次標記，如果物件仍然應該被GC則GC，否則移除佇列，（在finalize方法中，物件很可能和其他 GC Roots中的某一個物件建立了關聯，那就自救了，就不會被GC掉了，finalize方法只會被呼叫一次，且不推薦使用finalize方法）

7、Java堆記憶體組成部分

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

堆組成部分

堆大小 = 新生代 + 老年代，如果是Java8則沒有Permanent Generation，Java8將此區域換成了Metaspace，

其中新生代(Young) 被分為 Eden和S0（from)和S1(to)，

默認情況下Edem : from : to = 8 : 1 : 1，此比例可以通過 –XX:SurvivorRatio 來設定

8、什么時候拋出StackOverflowError

方法運行的時候堆疊的深度超過了虛擬機容許的最大深度的時候，所以不推薦遞回的原因之一也是因為這個，效率低，死歸的話很容易就StackOverflowError了，

9、Java中會存在記憶體泄漏嗎，請簡單描述，

雖然Java會自動GC，但是使用不當的話還是存在記憶體泄漏的，比如ThreadLocal忘記remove的情況，（ThreadLocal篇幅過長，不適合放到這里，懂者自懂，不懂Google）

10、堆疊幀是什么？包含哪些東西

堆疊幀中存放的是區域變數、運算元堆疊、動態鏈接、方法出口等資訊，堆疊幀中的區域變數表存放基本型別+物件參考+returnAddress，區域變數所需的記憶體空間在編譯期間就完成分配了，因為基本型別和物件參考等都能確定占用多少slot，在運行期間也是無法改變這個大小的，

11、簡述一個方法的執行流程

方法的執行到結束其實就是堆疊幀的入堆疊到出堆疊的程序，方法的區域變數會存到堆疊幀中的區域變數表里，遞回的話會一直壓堆疊壓堆疊，執行完后進行出堆疊，所以效率較低，因為一直在壓堆疊，堆疊是有深度的，

12、方法區會被回收嗎

方法區回收價值很低，主要回收廢棄的常量和無用的類，

如何判斷無用的類：

該類所有實體都被回收（Java堆中沒有該類的物件）
加載該類的ClassLoader已經被回收
該類對應的java.lang.Class物件沒有在任何地方被參考，無法在任何地方利用反射訪問該類

13、一個物件包含多少個位元組

會占用16個位元組，比如

Object obj = new Object();

因為obj參考占用堆疊的4個位元組，new出來的物件占用堆中的8個位元組，4+8=12，但是物件要求都是8的倍數，所以物件的位元組對齊（Padding）部分會補齊4個位元組，也就是占用16個位元組，

再比如：

public class NewObj {
    int count;
    boolean flag;
    Object obj;
}
NewObj obj = new NewObj();

這個物件大小為：空物件8位元組+int型別4位元組+boolean型別1位元組+物件的參考4位元組=17位元組，需要8的倍數，所以位元組對齊需要補充7個位元組，也就是這段程式占用24位元組，

14、為什么把堆疊分成兩個

堆疊代表了處理邏輯，堆代表了存盤資料，分開后邏輯更清晰，面向物件模塊化思想，

堆疊是執行緒私有，堆是執行緒共享區，這樣分開也節省了空間，比如多個堆疊中的地址指向同一塊堆記憶體中的物件，
堆疊是運行時的需要，比如方法執行到結束，堆疊只能向上增長，因此會限制住堆疊存盤內容的能力，而堆中的物件是可以根據需要動態增長的，

15、堆疊的起始點是哪

main函式，也是程式的起始點，

16、為什么基本型別不放在堆里

因為基本型別占用的空間一般都是1-8個位元組（所需空間很少），而且因為是基本型別，所以不會出現動態增長的情況（長度是固定的），所以存到堆疊上是比較合適的，反而存到可動態增長的堆上意義不大，

17、Java引數傳遞是值傳遞還是參考傳遞

值傳遞，

基本型別作為引數被傳遞時肯定是值傳遞；參考型別作為引數被傳遞時也是值傳遞，只不過“值”為對應的參考，假設方法引數是個物件參考，當進入被呼叫方法的時候，被傳遞的這個參考的值會被程式解釋到堆中的物件，這個時候才對應到真正的物件，若此時進行修改，修改的是參考對應的物件，而不是參考本身，也就是說修改的是堆中的資料，而不是堆疊中的參考，

18、為什么不推薦遞回

因為遞回一直在入堆疊入堆疊，短時間無法出堆疊，導致堆疊的壓力會很大，堆疊也有深度的，容易爆掉，所以效率低下，

19、為什么引數大于2個要放到物件里

因為除了double和long型別占用區域變數表2個slot外，其他型別都占用1個slot大小，如果引數太多的話會導致這個堆疊幀變大，因為slot大，放個物件的參考上去的話只會占用1個slot，增加堆的壓力減少堆疊的壓力，堆自帶GC，所以這點壓力可以忽略，

20、常見筆試題

問題：輸出結果是什么？

答案：aaa、aaa、abc

原因：其實也是值傳遞還是參考傳遞的問題，具體核心原因：main函式的str參考和zcd在堆疊上，而其對應的值在方法區或堆上，test1、test2、test3的引數也在堆疊上，這個空間和main上的不是同一塊，是不同的堆疊幀，所以你修改test方法的資料對于main函式其實是無感知的，但是物件的參考的話修改的是堆記憶體中的物件屬性值，所以有感知，那為什么test2輸出的是aaa而不是abc呢？因為test2把堆中的物件都給換了，重新生成一個全新物件，對main上的參考來講是看不到的，具體如下三幅圖：

（1）aaa

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

題1

（2）aaa

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

題2

（3）abc

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

題3

public class TestChuandi {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "aaa";
        test1(str);
        // aaa
        System.out.println(str);

        Zhichuandi zcd = new Zhichuandi();
        zcd.setName("aaa");

        // aaa
        test2(zcd);
        System.out.println(zcd.getName());

        // abc
        test3(zcd);
        System.out.println(zcd.getName());
    }

    private static void test1(String s) {
        s = "abc";
    }

    private static void test2(Zhichuandi zcd) {
        zcd = new Zhichuandi();
        zcd.setName("abc");
    }

    private static void test3(Zhichuandi zcd) {
        zcd.setName("abc");
    }
}

class Zhichuandi {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

萬萬沒想到，JVM記憶體區域的面試題也可以問的這么難？

二、Java記憶體區域

1、Java記憶體結構

2、物件創建時堆記憶體分配演算法

3、物件在記憶體中的存盤布局

4、物件怎么定位

5、判斷物件是否能被回收的演算法

6、如何判斷物件是否能被回收

7、Java堆記憶體組成部分

8、什么時候拋出StackOverflowError

9、Java中會存在記憶體泄漏嗎，請簡單描述，

10、堆疊幀是什么？包含哪些東西

11、簡述一個方法的執行流程

12、方法區會被回收嗎

13、一個物件包含多少個位元組

14、為什么把堆疊分成兩個

15、堆疊的起始點是哪

16、為什么基本型別不放在堆里

17、Java引數傳遞是值傳遞還是參考傳遞

18、為什么不推薦遞回

19、為什么引數大于2個要放到物件里

20、常見筆試題

END

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