110道 Jvm面试题总结及答案（持续更新）

Java基础面试题 2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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最新Jvm面试题总结及答案【附答案解析】Jvm面试题及答案2021，Jvm面试题最新面试题，Jvm面试题新答案已经全部更新完了，有些答案是自己总结的，也有些答案是在网上搜集整理的。这些答案难免会存在一些错误，仅供大家参考。如果发现错误还望大家多多包涵，不吝赐教，谢谢~

如果不背 Jvm面试题的答案，肯定面试会挂！

这套Jvm面试题大全，希望对大家有帮助哈~

博主已将以下这些面试题整理成了一个面试手册，是PDF版的

1、谈谈动态年龄判断

1、这里涉及到 -XX:TargetSurvivorRatio 参数，Survivor 区的目标使用率默认 50，即 Survivor 区对象目标使用率为 50%。

2、 Survivor 区相同年龄所有对象大小的总和 (Survivor 区内存大小 * 这个目标使用率)时，大于或等于该年龄的对象直接进入老年代。

3、当然，这里还需要考虑参数 -XX:MaxTenuringThreshold 晋升年龄最大阈值

2、类初始化的情况有哪些？

遇到 new、getstatic、putstatic 或 invokestatic 字节码指令时，还未初始化。典型场景包括 new 实例化对象、读取或设置静态字段、调用静态方法。
对类反射调用时，还未初始化。
初始化类时，父类还未初始化。
虚拟机启动时，会先初始化包含 main 方法的主类。使用 JDK7 的动态语言支持时，如果 MethodHandle 实例的解析结果为指定类型的方法句柄且句柄对应的类还未初始化。
口定义了默认方法，如果接口的实现类初始化，接口要在其之前初始化。其余所有引用类型的方式都不会触发初始化，称为被动引用。被动引用实例：① 子类使用父类的静态字段时，只有父类被初始化。② 通过数组定义使用类。③ 常量在编译期会存入调用类的常量池，不会初始化定义常量的类。
接口和类加载过程的区别：初始化类时如果父类没有初始化需要初始化父类，但接口初始化时不要求父接口初始化，只有在真正使用父接口时（如引用接口中定义的常量）才会初始化。

GC 是垃圾收集的意思，内存处理是编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃， Java 提供的 GC 功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java 语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java 程序员不用担心内存管理，因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集，可以调用下面的方法之一：System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ，但 JVM 可以屏蔽掉线示的垃圾回收调用。

垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行，不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收，程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在 Java 诞生初期，垃圾回收是 Java最大的亮点之一，因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题，然而时过境迁，如今 Java 的垃圾回收机制已经成为被诟病的东。移动智能终端用户通常觉得 iOS 的系统比 Android 系统有更好的用户体验，其中一个深层次的原因就在于 Android 系统中垃圾回收的不可预知性。

4、MinorGC，MajorGC、FullGC都什么时候发生？

MinorGC在年轻代空间不足的时候发生，MajorGC指的是老年代的GC，出现MajorGC一般经常伴有MinorGC。

FullGC有三种情况。

1、当老年代无法再分配内存的时候

2、元空间不足的时候

3、显示调用System.gc的时候。另外，像CMS一类的垃圾回收器，在MinorGC出现promotion failure的时候也会发生FullGC

5、Java的双亲委托机制是什么？

它的意思是，除了顶层的启动类加载器以外，其余的类加载器，在加载之前，都会委派给它的父加载器进行加载。这样一层层向上传递，直到祖先们都无法胜任，它才会真正的加载。

Java默认是这种行为。当然Java中也有很多打破双亲行为的骚操作，比如SPI（JDBC驱动加载），OSGI等。

6、在 Java 中，对象什么时候可以被垃圾回收？

当对象对当前使用这个对象的应用程序变得不可触及的时候，这个对象就可以被回收了。

7、有哪些打破了双亲委托机制的案例？

1、 Tomcat可以加载自己目录下的class文件，并不会传递给父类的加载器。

2、 Java的SPI，发起者是 BootstrapClassLoader， BootstrapClassLoader已经是最上层的了。它直接获取了 AppClassLoader进行驱动加载，和双亲委派是相反的。。

8、JVM 年轻代到年老代的晋升过程的判断条件是什么呢？

1、部分对象会在From和To区域中复制来复制去,如此交换15次(由JVM参数MaxTenuringThreshold决定,这个参数默认是15),最终如果还是存活,就存入到老年代。

2、如果对象的大小大于Eden的二分之一会直接分配在old，如果old也分配不下，会做一次majorGC，如果小于eden的一半但是没有足够的空间，就进行minorgc也就是新生代GC。

3、 minor gc后，survivor仍然放不下，则放到老年代

4、动态年龄判断，大于等于某个年龄的对象超过了survivor空间一半，大于等于某个年龄的对象直接进入老年代

9、JVM 数据运行区，哪些会造成 OOM 的情况？

除了数据运行区，其他区域均有可能造成 OOM 的情况。

堆溢出： java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

栈溢出： java.lang.StackOverflowError

永久代溢出： java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

10、JVM 类加载机制

JVM 类加载机制分为五个部分：加载，验证，准备，解析，初始化。

加载

加载是类加载过程中的一个阶段，这个阶段会在内存中生成一个代表这个类的 java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的各种数据的入口。注意这里不一定非得要从一个 Class 文件获取，这里既可以从 ZIP 包中读取（比如从 jar 包和 war 包中读取），也可以在运行时计算生成（动态代理），也可以由其它文件生成（比如将 JSP 文件转换成对应的 Class 类）。

验证

这一阶段的主要目的是为了确保 Class 文件的字节流中包含的信息是否符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。

准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量的初始值阶段，即在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。注意这里所说的初始值概念，比如一个类变量定义为：

实际上变量 v 在准备阶段过后的初始值为 0 而不是 8080，将 v 赋值为 8080 的 put static 指令是程序被编译后，存放于类构造器方法之中。

但是注意如果声明为：

public static final int v = 8080;

在编译阶段会为 v 生成 ConstantValue 属性，在准备阶段虚拟机会根据 ConstantValue 属性将 v赋值为 8080。

解析

解析阶段是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是 class 文件中的

public static int v = 8080;

实际上变量 v 在准备阶段过后的初始值为 0 而不是 8080，将 v 赋值为 8080 的 put static 指令是程序被编译后，存放于类构造器方法之中。但是注意如果声明为：

在编译阶段会为 v 生成 ConstantValue 属性，在准备阶段虚拟机会根据 ConstantValue 属性将 v赋值为 8080。

解析

解析阶段是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是 class 文件中的

public static final int v = 8080;

在编译阶段会为 v 生成 ConstantValue 属性，在准备阶段虚拟机会根据 ConstantValue 属性将 v赋值为 8080。

解析

解析阶段是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是 class 文件中的：

1、 CONSTANT_Class_info

2、 CONSTANT_Field_info

3、 CONSTANT_Method_info

等类型的常量。

符号引用

符号引用与虚拟机实现的布局无关，引用的目标并不一定要已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在 Java 虚拟机规范的 Class 文件格式中。

直接引用

直接引用可以是指向目标的指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。

初始化

初始化阶段是类加载最后一个阶段，前面的类加载阶段之后，除了在加载阶段可以自定义类加载器以外，其它操作都由 JVM 主导。到了初始阶段，才开始真正执行类中定义的 Java 程序代码。

类构造器

初始化阶段是执行类构造器方法的过程。方法是由编译器自动收集类中的类变量的赋值操作和静态语句块中的语句合并而成的。虚拟机会保证子方法执行之前，父类的方法已经执行完毕，如果一个类中没有对静态变量赋值也没有静态语句块，那么编译器可以不为这个类生成()方法。

注意以下几种情况不会执行类初始化：

1、通过子类引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。

2、定义对象数组，不会触发该类的初始化。

3、常量在编译期间会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用定义常量的类，不会触发定义常量所在的类。

4、通过类名获取 Class 对象，不会触发类的初始化。

5、通过 Class.forName 加载指定类时，如果指定参数 initialize 为 false 时，也不会触发类初始化，其实这个参数是告诉虚拟机，是否要对类进行初始化。

11、JAVA弱引用

弱引用需要用 WeakReference 类来实现，它比软引用的生存期更短，对于只有弱引用的对象来说，只要垃圾回收机制一运行，不管 JVM 的内存空间是否足够，总会回收该对象占用的内存。

12、什么是堆

存放对象实例，所有的对象和数组都要在堆上分配。是 JVM 所管理的内存中最大的一块区域。

13、什么是程序计数器

当前线程所执行的行号指示器。是 JVM 内存区域最小的一块区域。执行字节码工作时就是利用程序计数器来选取下一条需要执行的字节码指令。

14、各种回收器，各自优缺点，重点CMS、G1

图来源于《深入理解Java虚拟机：JVM高级特效与最佳实现》，图中两个收集器之间有连线，说明它们可以配合使用.

1、 Serial收集器，串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，但可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收。

2、 ParNew收集器，ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。

3、 Parallel收集器，Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器，Parallel收集器更关注系统的吞吐量。

4、 Parallel Old收集器，Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程“标记－整理”算法

5、 CMS收集器，CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。它需要消耗额外的CPU和内存资源，在CPU和内存资源紧张，CPU较少时，会加重系统负担。CMS无法处理浮动垃圾。CMS的“标记-清除”算法，会导致大量空间碎片的产生。

6、 G1收集器，G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器,主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器、以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征。

15、可以描述一下 class 文件的结构吗？

1、 Class 文件包含了 Java 虚拟机的指令集、符号表、辅助信息的字节码(Byte Code)，是实现跨操作系统和语言无关性的基石之一。

2、一个 Class 文件定义了一个类或接口的信息，是以 8 个字节为单位，没有分隔符，按顺序紧凑排在一起的二进制流。

3、用 "无符号数" 和 "表" 组成的伪结构来存储数据。

4、无符号数：基本数据类型，用来描述数字、索引引用、数量值、字符串值，如u1、u2 分别表示 1 个字节、2 个字节

10、 表：无符号数和其他表组成，命名一般以 "_info" 结尾

组成部分

1、魔数 Magic Number

Class 文件头 4 个字节，0xCAFEBABE

作用是确定该文件是 Class 文件

2、版本号

4 个字节，前 2 个是次版本号 Minor Version，后 2 个主版本号 Major Version

从 45 (JDK1.0) 开始，如 0x00000032 转十进制就是 50，代表 JDK 6

低版本的虚拟机跑不了高版本的 Class 文件

3、常量池

常量容量计数值(constant_pool_count)，u2，从 1 开始。如 0x0016 十进制 22 代表有

21 项常量

每项常量都是一个表，目前 17 种

特点：Class 文件中最大数据项目之一、第一个出现表数据结构

4、访问标志

2 个字节，表示类或接口的访问标志

5、类索引、父类索引、接口索引集合

类索引(this_class)、父类索引(super_class)，u2

接口索引集合(interfaces)，u2 集合

类索引确定类的全限定名、父类索引确定父类的全限定名、接口索引集合确定实现接口

索引值在常量池中查找对应的常量

6、字段表(field_info)集合

描述接口或类申明的变量

fields_count，u2，表示字段表数量；后面接着相应数量的字段表

9 种字段访问标志

7、方法表(method_info)集合

描述接口或类申明的方法

methods_count，u2，表示方法表数量；后面接着相应数量的方法表

12 种方法访问标志

方法表结构与字段表结构一致

8、属性表(attribute_info)集合

class 文件、字段表、方法表可携带属性集合，描述特有信息

预定义 29 项属性，可自定义写入不重名属性

16、类的实例化顺序

比如父类静态数据，构造函数，字段，子类静态数据，构造函数，字段，他们的执行顺序

先静态、先父后子。

先静态：父静态 > 子静态

优先级：父类 > 子类静态代码块 > 非静态代码块 > 构造函数

一个类的实例化过程：

1、父类中的static代码块，当前类的static

2、顺序执行父类的普通代码块

3、父类的构造函数

4、子类普通代码块

5、子类（当前类）的构造函数，按顺序执行。

6、子类方法的执行，

17、怎么打出线程栈信息？

输入jps，获得进程号。top -Hp pid 获取本进程中所有线程的CPU耗时性能 jstack pid命令查看当前java进程的堆栈状态或者 jstack -l > /tmp/output.txt 把堆栈信息打到一个txt文件。可以使用fastthread 堆栈定位（http://fastthread.io）

18、程序计数器是什么？

程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作当前线程所执行字节码的行号指示器。字节码解释器工作时通过改变计数器的值选取下一条执行指令。分支、循环、跳转、线程恢复等功能都需要依赖计数器完成。是唯一在虚拟机规范中没有规定内存溢出情况的区域。

如果线程正在执行 Java 方法，计数器记录正在执行的虚拟机字节码指令地址。如果是本地方法，计数器值为 Undefined。

19、JVM的引用类型有哪些？

引用内型：

强引用：

当内存不足的时候，JVM宁可出现OutOfMemoryError错误停止，也需要进行保存，并且不会将此空间回收。在引用期间和栈有联系就无法被回收

软引用：

当内存不足的时候，进行对象的回收处理，往往用于高速缓存中；mybatis就是其中

弱引用：

不管内存是否紧张，只要有垃圾了就立即回收

幽灵引用：

和没有引用是一样的

20、Serial 与 Parallel GC 之间的不同之处？

Serial 与 Parallel 在 GC 执行的时候都会引起 stop-the-world。它们之间主要不同 serial 收集器是默认的复制收集器，执行 GC 的时候只有一个线程，而parallel 收集器使用多个 GC 线程来执行。

21、ZGC 了解吗？

JDK11 中加入的具有实验性质的低延迟垃圾收集器，目标是尽可能在不影响吞吐量的前提下，实现在任意堆内存大小都可以把停顿时间限制在 10ms 以内的低延迟。

基于 Region 内存布局，不设分代，使用了读屏障、染色指针和内存多重映射等技术实现可并发的标记-整理，以低延迟为首要目标。

ZGC 的 Region 具有动态性，是动态创建和销毁的，并且容量大小也是动态变化的。

22、safepoint是什么？

STW并不会只发生在内存回收的时候。现在程序员这么卷，碰到几次safepoint的问题几率也是比较大的。

当发生GC时，用户线程必须全部停下来，才可以进行垃圾回收，这个状态我们可以认为JVM是安全的（safe），整个堆的状态是稳定的。

如果在GC前，有线程迟迟进入不了safepoint，那么整个JVM都在等待这个阻塞的线程，造成了整体GC的时间变长。

23、JVM 提供的常用工具

jps：

用来显示本地的 Java 进程，可以查看本地运行着几个 Java 程序，并显示他们的进程号。命令格式：jps

jinfo：

运行环境参数：Java System 属性和 JVM 命令行参数，Java class path 等信息。命令格式：jinfo 进程 pid

jstat：

监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。命令格式：jstat -gc 123 250 20

jstack：

可以观察到 JVM 中当前所有线程的运行情况和线程当前状态。命令格式：jstack 进程 pid

jmap：

观察运行中的 JVM 物理内存的占用情况（如：产生哪些对象，及其数量）。命令格式：jmap [option] pid

24、CMS 收集器（多线程标记清除算法）

Concurrent mark sweep(CMS)收集器是一种年老代垃圾收集器，其最主要目标是获取最短垃圾回收停顿时间，和其他年老代使用标记-整理算法不同，它使用多线程的标记-清除算法。最短的垃圾收集停顿时间可以为交互比较高的程序提高用户体验。CMS 工作机制相比其他的垃圾收集器来说更复杂。整个过程分为以下 4 个阶段：

初始标记

只是标记一下 GC Roots 能直接关联的对象，速度很快，仍然需要暂停所有的工作线程。

并发标记

进行 GC Roots 跟踪的过程，和用户线程一起工作，不需要暂停工作线程。

重新标记

为了修正在并发标记期间，因用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，仍然需要暂停所有的工作线程。

并发清除

清除 GC Roots 不可达对象，和用户线程一起工作，不需要暂停工作线程。由于耗时最长的并发标记和并发清除过程中，垃圾收集线程可以和用户现在一起并发工作，所以总体上来看CMS 收集器的内存回收和用户线程是一起并发地执行。

25、对象都是优先分配在年轻代上的吗？

不是。当新生代内存不够时，老年代分配担保。而大对象则是直接在老年代分配。

26、有哪些 GC 算法？

标记-清除算法

分为标记和清除阶段，首先从每个 GC Roots 出发依次标记有引用关系的对象，最后清除没有标记的对象。

执行效率不稳定，如果堆包含大量对象且大部分需要回收，必须进行大量标记清除，导致效率随对象数量增长而降低。

存在内存空间碎片化问题，会产生大量不连续的内存碎片，导致以后需要分配大对象时容易触发 Full GC。

标记-复制算法

为了解决内存碎片问题，将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当使用的这块空间用完了，就将存活对象复制到另一块，再把已使用过的内存空间一次清理掉。主要用于进行新生代。

实现简单、运行高效，解决了内存碎片问题。代价是可用内存缩小为原来的一半，浪费空间。

HotSpot 把新生代划分为一块较大的 Eden 和两块较小的 Survivor，每次分配内存只使用 Eden 和其中一块 Survivor。垃圾收集时将 Eden 和 Survivor 中仍然存活的对象一次性复制到另一块 Survivor 上，然后直接清理掉 Eden 和已用过的那块 Survivor。HotSpot 默认Eden 和 Survivor 的大小比例是 8:1，即每次新生代中可用空间为整个新生代的 90%。

标记-整理算法

标记-复制算法在对象存活率高时要进行较多复制操作，效率低。如果不想浪费空间，就需要有额外空间分配担保，应对被使用内存中所有对象都存活的极端情况，所以老年代一般不使用此算法。

老年代使用标记-整理算法，标记过程与标记-清除算法一样，但不直接清理可回收对象，而是让所有存活对象都向内存空间一端移动，然后清理掉边界以外的内存。

标记-清除与标记-整理的差异在于前者是一种非移动式算法而后者是移动式的。如果移动存活对象，尤其是在老年代这种每次回收都有大量对象存活的区域，是一种极为负重的操作，而且移动必须全程暂停用户线程。如果不移动对象就会导致空间碎片问题，只能依赖更复杂的内存分配器和访问器解决。

27、有什么堆外内存的排查思路？

进程占用的内存，可以使用top命令，看RES段占用的值。如果这个值大大超出我们设定的最大堆内存，则证明堆外内存占用了很大的区域。

使用gdb可以将物理内存dump下来，通常能看到里面的内容。更加复杂的分析可以使用perf工具，或者谷歌开源的gperftools。那些申请内存最多的native函数，很容易就可以找到。

28、SWAP会影响性能么？

当操作系统内存不足的时候，会将部分数据写入到SWAP交换分中，但是SWAP的性能是比较低的。如果应用的访问量较大，需要频繁申请和销毁内存，就容易发生卡顿。一般高并发场景下，会禁用SWAP。

29、你知道哪些JVM性能调优

设定堆内存大小

1、 -Xmx：堆内存最大限制。设定新生代大小。新生代不宜太小，否则会有大量对象涌入老年代

2、 -XX:NewSize：新生代大小

3、 -XX:NewRatio 新生代和老生代占比

4、 -XX:SurvivorRatio：伊甸园空间和幸存者空间的占比

5、设定垃圾回收器年轻代用 -XX:+UseParNewGC 年老代用-XX:+UseConcMarkSweepGC

30、你都有哪些手段用来排查内存溢出？

（这个话题很大，可以从实践环节中随便摘一个进行总结，下面举例一个最普通的）

你可以来一个中规中矩的回

内存溢出包含很多种情况，我在平常工作中遇到最多的就是堆溢出。有一次线上遇到故障，重新启动后，使用jstat命令，发现Old区在一直增长。我使用jmap命令，导出了一份线上堆栈，然后使用MAT进行分析。通过对GC Roots的分析，我发现了一个非常大的HashMap对象，这个原本是有位同学做缓存用的，但是一个无界缓存，造成了堆内存占用一直上升。后来，将这个缓存改成 guava的Cache，并设置了弱引用，故障就消失了。

这个回答不是十分出彩，但着实是常见问题，让人挑不出毛病。