1、说一下 jvm 的主要组成部分？及其作用？

• 类加载器（ClassLoader）
• 运行时数据区（Runtime Data Area）
• 执行引擎（Execution Engine）
• 本地库接口（Native Interface）

组件的作用： 首先通过类加载器（ClassLoader）会把 Java 代码转换成字节码，运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。

2、说一下 jvm 运行时数据区域？

JVM 运行时数据区域可以分为以下几个部分：

1. 程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器。
2. Java 虚拟机栈：描述的是 Java 方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
3. 本地方法栈：与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。
4. 堆：Java 堆是 Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java 堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
5. 方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

3、 说一下堆栈的区别？

• 栈内存存储的是局部变量；堆内存存储的是实体；
• 栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；
• 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

4、队列和栈是什么？有什么区别？ 

在 JVM（Java 虚拟机）中，队列（Queue）和栈（Stack）是两种常见的数据结构。

队列是一种先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的数据结构。它类似于排队，新元素从队列的尾部添加，而元素从队列的头部移除。队列常用于需要按照顺序处理元素的场景，例如任务队列、消息队列等。

栈是一种后进先出（Last-In-First-Out，LIFO）的数据结构。它类似于一叠盘子，新元素总是添加到栈的顶部，而元素总是从栈的顶部移除。栈常用于函数调用、表达式求值等需要后进先出顺序的操作。

以下是队列和栈的一些主要区别：

1. 数据访问顺序：队列按照先进先出的顺序访问元素，而栈按照后进先出的顺序访问元素。
2. 添加和删除元素：在队列中，元素从尾部添加，从头部删除；在栈中，元素总是在顶部添加和删除。
3. 应用场景：队列适用于需要按照顺序处理元素的情况，例如排队、任务调度等；栈适用于需要后进先出顺序的操作，例如函数调用、表达式求值等。
4. 空间管理：队列的空间可以动态扩展，当队列已满时，可以增加队列的容量；栈的空间通常是固定的，当栈满时会发生栈溢出错误。

在 JVM 中，队列和栈的具体实现可能因不同的 JVM 实现而有所差异。例如，Java 中的Queue接口和Stack类分别提供了队列和栈的基本功能。此外，JVM 还可能使用内部的数据结构来实现队列和栈，以提高性能和效率。

5、什么是双亲委派模型？ 

双亲委派模型是 Java 中的一种类加载机制，用于确保类的加载过程的安全性和正确性。

在双亲委派模型中，类加载器被组织成一个层次结构，从顶部到底部依次是启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。当一个类需要被加载时，JVM 会首先将加载请求委派给父类加载器，如果父类加载器无法找到或加载该类，则再由子类加载器尝试加载。

双亲委派模型的主要优点包括：

1. 安全性：可以避免用户自定义的类覆盖 Java 核心类库中的类，从而保证了 Java 平台的安全性。
2. 一致性：可以确保同一个类在不同的类加载器中都是同一个实例，从而保证了类的一致性。
3. 可扩展性：可以方便地实现类的热部署和热替换，从而提高了系统的可扩展性。

总之，双亲委派模型是 Java 中非常重要的一个机制，它保证了类的加载过程的安全性、正确性和一致性。

6、说一下类加载的执行过程？

在 Java 中，类加载的执行过程主要包括以下几个阶段：

1. 加载：将类的二进制数据从指定的源（如磁盘文件、网络连接等）读取到内存中，并创建一个代表该类的Class对象。
2. 验证：验证类的字节码是否符合 Java 虚拟机的规范，确保类的正确性和安全性。这一阶段主要包括检查类的结构、语法、语义等。
3. 准备：为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。这些静态变量将在类的初始化阶段被赋值。
4. 解析：将类中的符号引用转换为直接引用，以便在运行时能够正确地访问对象的方法和属性。
5. 初始化：执行类的初始化代码，包括静态变量的赋值和静态代码块的执行。这是类加载的最后一个阶段，也是类真正开始执行的阶段。

需要注意的是，类加载的执行过程是由 Java 虚拟机自动完成的，开发人员通常不需要直接干预。但是，在某些情况下，例如需要动态加载类或实现自定义类加载器时，开发人员可能需要了解类加载的机制和过程。

 7、怎么判断对象是否可以被回收？

• 引用计数器：为每个对象创建一个引用计数，有对象引用时计数器 +1，引用被释放时计数 -1，当计数器为 0 时就可以被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；
• 可达性分析：从 GC Roots 开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时，则证明此对象是可以被回收的。 

8、java 中都有哪些引用类型？ 

在 Java 中，有以下几种引用类型：

1. 强引用（Strong Reference）：这是最常见的引用类型。当一个对象被强引用引用时，垃圾回收器不会回收该对象，直到所有对该对象的强引用都被删除。
2. 软引用（Soft Reference）：软引用用于描述一些还有用但并非必需的对象。在系统内存不足时，垃圾回收器会回收软引用对象。
3. 弱引用（Weak Reference）：弱引用也是用于描述非必需的对象。与软引用不同的是，垃圾回收器会更积极地回收弱引用对象，只要垃圾回收器发现弱引用对象，就会将其回收。
4. 虚引用（Phantom Reference）：虚引用主要用于跟踪对象的垃圾回收状态。它不能单独使用，必须与引用队列（ReferenceQueue）一起使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，会将该对象的虚引用加入到引用队列中。

9、说一下 jvm 有哪些垃圾回收算法？ 

• 标记-清除算法：只回收，不整理
• 标记-整理算法：标记-清楚算法的优化，解决了内存碎片的问题
• 复制算法：解决内存碎片
• 分代回收算法（常用）：年轻代以复制为主，老年代以标记-整理为主

10、详细介绍一下 CMS 垃圾回收器？ 

CMS（Concurrent Mark-Sweep），是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。在启动 JVM 的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用 CMS 垃圾回收器。

CMS 使用的是标记-清除算法，所以在 gc 的时候会产生大量的内存碎片，当剩余内存不能满足程序运行要求时，系统将会出现 Concurrent Mode Failure，临时 CMS 会采用 Serial Old 回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被降低。

11、新生代垃圾回收器和老年代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？

新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS
整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器一般采用的是复制算法。复制算法的优点是效率高，缺点是内存利用率低；

老年代垃圾回收器一般采用的是标记-整理算法。

12、说一下 jvm 有哪些垃圾回收器？

• Serial：最早的单线程串行垃圾回收器，新生代垃圾回收器，使用复制算法。
• Serial Old：Serial 垃圾回收器的老年版本，同样也是单线程的，可以作为 CMS 垃圾回收器的备选预案，老年代垃圾回收器，使用标记-整理算法。
• ParNew：是 Serial 的多线程版本，新生代垃圾回收器，使用复制算法。
• Parallel 和 ParNew 收集器类似是多线程的，但 Parallel 吞吐量优先，可以牺牲等待时间换取系统的吞吐量，新生代垃圾回收器，使用复制算法。
• Parallel Old 是 Parallel 老年版本，Parallel 使用的是复制算法，Parallel Old 使用的是标记-整理的内存回收算法，是老年代垃圾回收器。
• CMS：一种以获得最短停顿时间为目标的收集器，非常适用 B/S 系统，老年代垃圾回收器，使用标记-清除算法。
• G1：一种兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现，是 JDK 9 以后的默认 GC 选项，是整堆回收器，使用标记-整理算法。

13、简述分代垃圾回收器是怎么工作的？ 

分代回收器有两个分区：老生代和新生代。

新生代的默认空间是 1/3，老生代的默认占比是 2/3。

新生代使用的是复制算法，新生代里有 3 个分区：Eden、To Survivor、From Survivor，它们的默认占比是 8:1:1，它的执行流程如下：

把 Eden + From Survivor 存活的对象放入 To Survivor 区；
清空 Eden 和 From Survivor 分区；
From Survivor 和 To Survivor 分区交换，From Survivor 变 To Survivor，To Survivor 变 From Survivor。

每次在 From Survivor 到 To Survivor 移动时都存活的对象，年龄就 +1，当年龄到达 15（默认配置是 15）时，升级为老生代。大对象也会直接进入老生代。

老生代当空间占用到达某个值之后就会触发全局垃圾收回，一般使用标记整理的执行算法。以上这些循环往复就构成了整个分代垃圾回收的整体执行流程。

14、说一下 jvm 调优的工具？

JDK 自带了很多监控工具，都位于 JDK 的 bin 目录下，其中最常用的是 jconsole 和 jvisualvm 这两款视图监控工具。

• jconsole：用于对 JVM 中的内存、线程和类等进行监控；
• jvisualvm：JDK 自带的全能分析工具，可以分析：内存快照、线程快照、程序死锁、监控内存的变化、gc 变化等。

15、常用的 jvm 调优的参数都有哪些？ 

-Xms2g：初始化堆大小为 2g；
-Xmx2g：堆最大内存为 2g；
-XX:NewRatio=4：设置年轻代和老年代的内存比例为 1:4；
-XX:SurvivorRatio=8：设置新生代 Eden 和 Survivor 比例为 8:2；
–XX:+UseParNewGC：指定使用 ParNew + Serial Old 垃圾回收器组合；
-XX:+UseParallelOldGC：指定使用 ParNew + ParNew Old 垃圾回收器组合；
-XX:+UseConcMarkSweepGC：指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器组合；
-XX:+PrintGC：开启打印 gc 信息；
-XX:+PrintGCDetails：打印 gc 详细信息。

 16、内存溢出、内存泄露、GC的基本概念

内存溢出：out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；比如申请了一个integer,但给它存了long才能存下的数，那就是内存溢出。

内存泄露：memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。其实说白了就是该内存空间使用完毕之后未回收。

gc分为full gc 跟 minor gc（Young GC也就是Minor GC），当每一块区满的时候都会引发gc。