JVM,GC

1. 对StackOverfFlowError和OutOfMemoryError的理解

答:StackOverfFlowError是说针对栈空间不足导致的异常,栈也叫栈内存,主管Java程序的运行,是在线程创建时创建,它的生命期是跟随线程的生命期,线程结束栈内存也就释放,对于栈来说不存在垃圾回收问题,只要线程一结束该栈就Over,生命周期和线程一致,是线程私有的。基本类型的变量、实例方法、引用类型变量都是在函数的栈内存中分配。
OutOfMemoryError一般都是堆内存空间不够,一个JVM实例只存在一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后,需要把类、方法、常变量放到堆内存中,保存所有引用类型的真实信息,以方便执行器执行。

2. 一般什么时候会发生GC?如何处理?

答: Java中的GC会有两种回收:年轻代的Minor GC,另外一个就是老年代的FullGC;新对象创建时如果伊甸园空间不足会触发MinorGC,如果此时老年代的内存空间不足会触发FullGC,如果空间都不足拋出OutOfMemoryError

3. GC回收策略的理解

答:年轻代(伊甸园区+两个幸存区),GC回收策略为“复制’;复制策略也叫copying,在年轻代 “复制策略要交换,谁空谁为to
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老年代的保存空间一.般较大,GC回收策略为“整理-压缩”;
其实算法主要有三种:复制算法,标记-清除算法,标记整理算法

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4. JVM内存模型以及分区,详细到每个区放什么

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栈区(stack):

栈分为java虚拟机栈和本地方法栈

  1. 重点是Java虚拟机栈,它是线程私有的,生命周期与线程相同。

  2. 每个方法执行都会创建一个栈帧,用于存放局部变量表,操作栈,动态链接,方法出口等。每个方法从被调用,直到被执行完。对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。

  3. 通常说的栈就是指局部变量表部分,存放编译期间可知的8种基本数据类型,及对象引用和指令地址。局部变量表是在编译期间完成分配,当进入一个方法时,这个栈中的局部变量分配内存大小是确定的。

  4. 会有两种异常StackOverFlowError和 OutOfMemoneyError。当线程请求栈深度大于虚拟机所允许的深度就会抛出StackOverFlowError错误;虚拟机栈动态扩展,当扩展无法申请到足够的内存空间时候,抛出OutOfMemoneyError。

  5. 本地方法栈 为虚拟机使用到本地方法服务(native)

堆区(heap):

  1. 堆被所有线程共享区域,在虚拟机启动时创建,唯一目的存放对象实例。

  2. 堆区是gc的主要区域,通常情况下分为两个区块年轻代和年老代。更细一点年轻代又分为Eden区,放新创建对象,From survivor 和 To survivor 保存gc后幸存下的对象,默认情况下各自占比 8:1:1。

  3. 会有异常OutOfMemoneyError

方法区(method):

  1. 被所有线程共享区域,用于存放已被虚拟机加载的类信息,常量,静态变量等数据。被Java虚拟机描述为堆的一个逻辑部分。习惯是也叫它永久代(permanmentgeneration)

  2. 垃圾回收很少光顾这个区域,不过也是需要回收的,主要针对常量池回收,类型卸载。

  3. 常量池具有一定的动态性,里面可以存放编译期生成的常量;运行期间的常量也可以添加进入常量池中,比如string的intern()方法。

程序计数器(program counter register):

  1. 当前线程所执行的行号指示器。通过改变计数器的值来确定下一条指令,比如循环,分支,跳转,异常处理,线程恢复等都是依赖计数器来完成。

  2. Java虚拟机多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式实现的。为了线程切换能恢复到正确的位置,每条线程都需要一个独立的程序计数器,所以它是线程私有的。

  3. 唯一一块Java虚拟机没有规定任何OutofMemoryError的区块

5.堆里面的分区: Eden, survival from to, 老年代,各自的特点

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新生区
新生区是类的诞生、成长、消亡的区域,一个类在这里产生,应用,最后被垃圾回收器收集,结束生命。新生区又分为两部分: 伊甸区(Eden space)和幸存者区(Survivor pace) ,所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸存区有两个: 0区(Survivor 0 space)和1区(Survivor 1 space)。当伊甸园的空间用完时,程序又需要创建对象,JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收(Minor GC),将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存0区.若幸存0区也满了,再对该区进行垃圾回收,然后移动到1区。那如果1区也满了呢?再移动到养老区。若养老区也满了,那么这个时候将产生MajorGC(FullGC),进行养老区的内存清理。若养老区执行了Full GC之后发现依然无法进行对象的保存,就会产生OOM异常“OutOfMemoryError”。

如果出现java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常,说明Java虚拟机的堆内存不够。原因有二:
(1)Java虚拟机的堆内存设置不够,可以通过参数-Xms、-Xmx来调整。
(2)代码中创建了大量大对象,并且长时间不能被垃圾收集器收集(存在被引用)。

永久区
永久存储区是一个常驻内存区域,用于存放JDK自身所携带的
Class, Interface的元数据,也就是说它存储的是运行环境必须的类信
息,被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的,关闭JVM才
会释放此区域所占用的内存。
如果出现java. lang. OutOfMemoryError: PermGen space, 说明.
是Java虛拟机对永久代Perm内存设置不够。一般出现这种情况,都是程
序启动需要加载大量的第三方jar包。例如:在一个Tomcat下部署了太多
的应用。或者大量动态反射生成的类不断被加载,最终导致Perm区被占
满。
Jdk1.6及之前:有永久代, 常量池1.6在方法区
Jdk1.7:有永久代,但已经逐步“去永久代”,常量池1. 7在堆
Jdk1.8及之后:无永久代,常量池1. 8在元空间

实际而言,方法区(Method Area)和堆- - -样,是各个线程共享的内
存区域,它用于存储虛拟机加载的:类信息+普通常量+静态常量+编译器编译
后的代码等等,虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分,但它却还有
–个别名叫做Non-Heap(非堆),目的就是要和堆分开。
对于HotSpot虚拟机,很多开发者习惯将方法区称之为“永久代
Parmanent Gen)” ,但严格本质上说两者不同,或者说使用永久代来实现方
法区而已,永久代是方法区(相当于是一个接口interface)的-一个实现,jdk1.7的
版本中,已经将原本放在永久代的字符串常量池移走。
常量池(Constant Pool)是方法区的一部分,Class文 件除了有类的版
本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息就是常量池,这部分内
容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

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6.GC的三种收集方法:标记清除、标记整理、复制算法的原理与特点

1、复制算法(Copying):在JVM的堆内存当中,新生代使用的是复制算法。新生代的内存区域又分成Eden、From、To三个区域,这三个区域的内存占用比例是8:1:1,新创建(new)出来的对象存放在Eden区和From区中,当整两个区的内存到达一定的占用量后,会进行轻量级的垃圾回收(Minor GC),将存活下来的对象年龄+1,并将存活下来的对象复制到To区,此时Fron区和To区进行交换(区分From区和To区:谁空谁是To,并且From区和To区是不断交换的)。当一个对象的年龄达到15时,将此对象从新生代移动到老年代。优点:不产生内存碎片问题,能保持对象的完整性。缺点:因为要一致保持To区是空的,浪费了一定的内存空间。
2、标记清除/标记整理算法(Full GC 或者 Major GC)老年代一般是由标记清除或者是标记清除和整理的混合实现。
(1)标记清除算法:Mark-Sweep步骤一:标记:从根集合开始扫描,对存活的对象进行标记步骤二:清除:再次扫描整个内存空间,回收未被标记的对象,使用free-list记录可用区域。优点:两次扫描,耗时严重,会产生内存碎片。缺点:不需要占用额外空间。
(2)标记整理算法:Mark-Compact标记/整理算法唯一的缺点也是效率不高,不仅要标记所有存活对象,还要整理存活对象的引用地址。从效率上来说,标记/整理算法要低于复制算法
。三、三种算法的一些小结内存效率:
复制算法>标记清除算法>标记整理算法。
内存整齐度:复制算法=标记整理算法>标记清理算法。
内存利用率:标记整理算法=复制算法>标记清理算法。