JVM面试真题总结（九）

news2024/11/15 11:47:46

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描述CMS垃圾收集的工作过程

CMS（Concurrent Mark Sweep）垃圾收集器的工作过程

主要可以分为以下四个阶段：

初始标记（Initial Mark）

这个阶段的目标是标记所有的 GC Roots 能直接关联到的对象。
这个阶段需要停止所有的用户线程，但是一般情况下，这个阶段会很快完成。

并发标记（Concurrent Mark）：

在这个阶段，垃圾收集器会遍历对象图，并标记所有的存活对象，从初始标记的对象开始。
这个阶段是与用户线程并发执行的，不需要停止用户线程。

重新标记（Remark）：

因为在并发标记阶段，用户线程还在运行，可能会修改了对象图，所以需要重新标记一次，以确保标记的准确性。
这个阶段需要停止所有的用户线程。

并发清除（Concurrent Sweep）：

在这个阶段，垃圾收集器会清除所有未被标记的对象。
这个阶段是与用户线程并发执行的，不需要停止用户线程。

如何防止内存泄漏?

防止内存泄漏主要需要对代码进行精细的管理和控制，以下是一些常用的方法：

及时释放对象：

当对象不再使用时，及时将其引用设置为null，以便让垃圾回收器能够回收。

使用弱引用（WeakReference）：

在Java中，使用WeakReference可以在不影响垃圾回收器回收对象的同时，还能使用到这个对象。
当该对象只剩下弱引用时，垃圾回收器会回收它。

避免使用静态变量：

静态变量会在类加载时初始化，并在整个程序运行期间都存在，容易造成内存泄漏。
如果非要使用，应确保在不需要时将其设置为null。

及时关闭流、数据库连接等资源：

这些资源都是有限的，使用完后必须及时关闭，否则会造成资源泄漏。

使用finally块：

在Java中，finally块始终会被执行，无论是否有异常发生。
因此，可以在finally块中释放资源。

避免在对象中保存过多的数据：

如果一个对象保存了大量的数据，那么当这个对象被其他对象引用时，会消耗大量的内存。

使用内存分析工具：

内存分析工具（如MAT，VisualVM等）可以帮助你找出内存泄漏的来源，从而更好地修复问题。

对集合类进行适当的管理：

对于集合类，如List，Map等，应该避免让它们过大，并且在不再使用它们时，应该清空或者设置为null。

注意线程的使用：

如果线程对象得不到及时的销毁，也会造成内存泄漏。
因此，对于线程对象，我们要特别小心，确保其生命周期得到良好的管理。

简述内存屏障及其类型

内存屏障（Memory Barrier），也被称为内存栅栏，是一种处理器指令

用于防止特定操作的重排序。

它可以确保某些内存操作的顺序性，以及它们对其他处理器可见的顺序。

内存屏障是处理器设计和多线程编程中的重要概念

它是实现诸如volatile，synchronized等高级同步构造的基础。

内存屏障主要有以下四种类型：

LoadLoad屏障：

这种屏障确保了屏障之前的所有Load操作在屏障之后的Load操作之前完成。
即不允许Load操作的重排序。

StoreStore屏障：

这种屏障确保了屏障之前的所有Store操作在屏障之后的Store操作之前完成。
即不允许Store操作的重排序。

LoadStore屏障：

这种屏障确保了屏障之前的所有Load操作在屏障之后的Store操作之前完成。

StoreLoad屏障：

这种屏障确保了屏障之前的所有Store操作在屏障之后的Load操作之前完成。
这是最强的一种内存屏障，也是开销最大的一种。

在Java中，volatile关键字和synchronized关键字的实现就使用了内存屏障。

例如，对volatile变量的写操作会插入StoreStore和StoreLoad屏障

读操作会插入LoadLoad和LoadStore屏障。

而synchronized关键字在锁定和解锁时也会插入相应的内存屏障，以确保操作的顺序性和可见性。

哪些情况会导致栈内存溢出?

栈内存溢出一般发生在递归调用且递归深度过深的场景。

当一个线程请求的栈深度大于JVM所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常。

栈内存主要用于存储局部变量和执行动态链接，还用于方法调用和返回。

每次方法调用都会创建一个新的栈帧，这个栈帧会被添加到线程的栈顶。
如果这个方法调用其他方法，那么新的栈帧会继续被添加到栈顶。
当方法调用完成，相应的栈帧会被弹出栈。

每个线程都有一个私有的JVM栈，其大小可以固定也可以动态扩展。

如果固定大小的栈满了，或者动态扩展的栈无法继续扩展，那么JVM就会抛出StackOverflowError。

例如，如果你写了一个递归函数，没有提供适当的递归出口，那么这个函数就会无限递归下去

每次递归都会向栈添加一个新的栈帧，最终导致栈内存溢出。
public void recursive() {
    recursive();
}
以上面的代码为例，这个方法会不断地调用自己，每次调用都会创建一个新的栈帧并压入栈中

但是没有任何方法可以弹出栈帧，因此最终会导致栈内存溢出。