JVM面试题--JVM组成

JVM是什么

Java Virtual Machine  Java程序的运行环境（java二进制字节码的运行环境）

 运行流程

什么是程序计数器？

 程序计数器：线程私有的，内部保存的字节码的行号。用于记录正在执行的字节码指令的地址。

我们知道java代码想要运行，需要先把java的源码编译为class字节码文件，在字节码文件当中详细说明了代码的执行过程

Java堆 

线程共享的区域：主要用来保存对象实例，数组等，当堆中没有内存空间可分配给实例，也无法再扩展时，则抛出OutOfMemoryError异常。

在jdk8之后，方法区/永久代被放到了本地内存中，也叫做元空间 

为什么方法区要放到本地内存呢

因为元空间或者说方法区主要存储的就是一些类或者常量，项目随着动态类加载的情况越来越多，这块内存变得越来越不可控。内存小了，会容易出现内存溢出；大了的话又会浪费内存。所以将方法区要放到本地内存可以防止堆空间内存溢出

总结

什么是虚拟机栈

垃圾回收是否涉及栈内存？

垃圾回收主要指就是堆内存，当栈帧弹栈以后，内存就会释放

栈内存分配越大越好吗？

未必，默认的栈内存通常为1024k

栈帧过大会导致线程数变少，例如，机器总内存为512m，目前能活动的线程数则为512个，如果把栈内存改为2048k，那么能活动的栈帧就会减半

方法内的局部变量是否线程安全？

如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，它是线程安全的

如果是局部变量引用了对象，并逃离方法的作用范围，需要考虑线程安全

什么时候会出现栈内存溢出？

 

 总结

堆栈的区别是什么？

栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用，但堆内存是用来存储Java对象和数组的的。堆会GC垃圾回收，而栈不会。

栈内存是线程私有的，而堆内存是线程共有的。

两者异常错误不同，但如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常。

     栈空间不足：java.lang.StackOverFlowError。

     堆空间不足：java.lang.OutOfMemoryError。

能不能解释一下方法区？

方法区(Method Area)是各个线程共享的内存区域（这点和堆一样）

主要存储类的信息、运行时常量池

虚拟机启动的时候创建，关闭虚拟机时释放

如果方法区域中的内存无法满足分配请求，则会抛出OutOfMemoryError: Metaspace

常量池

运行时常量池

 总结

直接内存

直接内存（操作系统内存）：并不属于JVM中的内存结构，不由JVM进行管理。是虚拟机的系统内存，常见于 NIO 操作时，用于数据缓冲区，它分配回收成本较高，但读写性能高

我们平常的io操作就是bio

常规IO的数据拷贝流程

首先我们知道java并不具备磁盘读写的能力，他必须调用操作系统提供的函数，这里就会调用本地方法（native修饰）来操作磁盘文件

当用户态转变为内核态，这时候就会由cpu的函数区读取磁盘中的文件读取进来，然后会在操作系统中划出一块缓冲区，叫做系统缓冲区。利用缓冲区进行分批次的读取，但是这块缓冲区java代码是没法运行的，这是会在堆中划分一块java缓冲区。

这时候就进行到了下一个阶段，调用输出流的写入操作，进行反复读写，就可以复制到一个目标的位置。但是因为有两块缓冲区，可能会造成不必要的数据的复制，因此效率不高

 NIO数据拷贝流程

与上面不同，多了一块直接内存，无论是操作系统还是java代码都可以进行访问

 总结