JVM面试真题总结(十一)

news2024/11/15 7:13:27

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解释双亲委派模型及其优势

双亲委派模型是Java类加载器的一个重要特性,它可以确保Java核心库的类型安全。

在双亲委派模型中,如果一个类加载器收到了类加载请求

  • 它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此
    • 因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中。
    • 只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时
      • 子加载器才会尝试自己去加载。

这种模型的好处是,由于启动类加载器是最顶部的加载器,因此它加载的都是最可信任的类库(Java的核心类库)

  • 这样可以确保Java应用最核心的类库不会被恶意的代码所替代。
  • 同时,这种机制也使得我们的Java类库可以直接被其他的类库复用。

举个例子,比如我们在编写自己的String类时,虽然我们可以在代码中创建自己的String类

但是在运行时,JVM会优先使用由启动类加载器加载的Java核心类库中的String类

  • 而不是我们自己编写的。这就是双亲委派模型的一个应用场景。

列举并解释一些常用的JVM参数

JVM参数主要分为两类:

  • 标准参数(-开头)和非标准参数(-X开头)。

以下是一些常用的JVM参数:

  • -Xms< size>:设置JVM初始堆内存大小。

    • 例如:-Xms256m,表示初始堆内存大小为256MB。
  • -Xmx< size>:设置JVM最大堆内存大小。

    • 例如:-Xmx1024m,表示最大堆内存大小为1024MB。
  • -Xss< size>:设置每个线程的栈大小。

    • 例如:-Xss1m,表示每个线程的栈大小为1MB。
  • -XX:MetaspaceSize=< size>:设置元空间的初始大小(Java 8中替代了永久代的概念)。

    • 例如:-XX:MetaspaceSize=128m,表示元空间初始大小为128MB。
  • -XX:MaxMetaspaceSize=< size>:设置元空间的最大大小。

    • 例如:-XX:MaxMetaspaceSize=256m,表示元空间最大大小为256MB。
  • -XX:NewSize=< size>:设置新生代的初始大小。

    • 例如:-XX:NewSize=128m,表示新生代初始大小为128MB。
  • -XX:MaxNewSize=< size>:设置新生代的最大大小。

    • 例如:-XX:MaxNewSize=256m,表示新生代最大大小为256MB。
  • -XX:SurvivorRatio=< ratio>:设置新生代中Eden区与Survivor区的比例。

    • 例如:-XX:SurvivorRatio=8,表示Eden区与Survivor区的比例为8:1。
  • -XX:PermSize=< size>:设置永久代的初始大小(仅在Java 7及更早版本中使用)。

    • 例如:-XX:PermSize=64m,表示永久代初始大小为64MB。
  • -XX:MaxPermSize=< size>:设置永久代的最大大小(仅在Java 7及更早版本中使用)。

    • 例如:-XX:MaxPermSize=128m,表示永久代最大大小为128MB。

描述JVM的内存区域划分

JVM的内存主要可以分为以下五个区域:

程序计数器(Program Counter Register):

  • 这是线程私有的内存区域。
    • 它的作用是记录当前线程执行的字节码的行号指示器,用于指示当前线程的执行位置。

Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks):

  • 这也是线程私有的内存区域。
    • 每个方法执行的时候都会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

本地方法栈(Native Method Stacks):

  • 这个区域与虚拟机栈类似,只不过虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(字节码)服务
    • 而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

Java堆(Java Heap):

  • 这是所有线程共享的内存区域,主要用于存放对象实例。
    • 这个区域的内存管理(包括内存分配和垃圾回收)是JVM管理的重点。

方法区(Method Area):

  • 这也是所有线程共享的内存区域,用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等数据。

解释Java内存模型(JMM)及其重要性

Java内存模型(Java Memory Model,简称JMM)是一种抽象的概念

  • 它定义了Java程序中各种共享变量(主要是实例域、静态域和数组元素)的访问规则
    • 以及在并发环境中如何进行线程同步的规定。

Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问方式,以及在单线程内和多线程之间如何交互

  • 如何保证数据的可视性和有序性,从而在并发环境中提供一种更安全、更高效的编程模型。

在Java内存模型中,主要包括以下几个方面的内容:

原子性:

  • 指一个操作是不可中断的,即不会被线程调度机制打断。

可见性:

  • 指当一个线程修改了共享变量的值,其他线程能够立即得知这个修改。

有序性:

  • 即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

重排序:

  • 为了提高程序运行效率,编译器和处理器可能会对指令进行重新排序
    • 但是重新排序过程不会影响到单线程程序的执行,却会影响到多线程并发执行的正确性。

volatile、synchronized、final、lock等关键字在内存模型中的具体语义和作用。

happens-before原则:

  • 这是Java内存模型中最核心的概念,它定义了内存操作之间的偏序关系,可以解决可见性和有序性问题。

总的来说,Java内存模型主要解决了多线程环境下共享数据的一致性、可见性等问题,是Java并发编程的基础。

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