大厂面试题-什么是JVM

JVM全称是Java虚拟机，在聊什么是JVM之前，我们不妨看⼀下这张图。

从这张图中可以看出JVM所处的位置，同时也能看出它两个作用：

    1、运⾏并管理Java源码⽂件所⽣成的Class⽂件，

    2、在不同的操作系统上安装不同的JVM，从⽽实现了跨平台的保证。

⼀般情况下，对于开发者⽽⾔，即使不熟悉JVM的运⾏机制并不影响业务代码的开发，因为在安装完JDK或者JRE之后，其中就已经内置了JVM，所以只需要将Class⽂件交给JVM运⾏即可。

但当程序运⾏的过程中出现了问题，⽽这个问题发生在JVM层⾯的，那我们就需要熟悉JVM的运⾏机制，才能迅速排查并解决JVM的性能问题。

我们先看下目前主流的JVM HotSpot的架构图，通过这张架构图，我们可以看出JVM的大致流程是把一个class文件通过类加载器加载进系统，然后放到不同的区域，通过编译器编译。

第一个部分Class Files

在Java中，Class⽂件是由源码⽂件⽣成的，⾄于源码⽂件的内容，是每个Java开发者在JavaSE阶段的必备知识，这⾥就不再赘述了，我们可以关注⼀下Class⽂件的格式，⽐如其中的常量池、成员变量、⽅法等，这样就能知道Java源码内容在Class⽂件中的表示⽅式

第二个部分Class Loader Subsystem即类加载机制

Class⽂件加载到内存中，需要借助Java中的类加载机制。类加载机制分为装载、链接和初始化，其主要就是对类进⾏查找、验证以及分配相关的内存空间和赋值

第三个部分Runtime Data Areas也就是通常所说的运⾏时数据区

其解决的问题就是Class⽂件进入内存之后，该如何进⾏存储不同的数据以及数据该如何进⾏扭转。比如：Method   Area通常会储存由Class⽂件常量池所对应的运⾏时常量池、字段和⽅法的元数据信息、类的模板信息等；Heap是存储各种Java中的对象实例；Java Threads通过线程以栈的⽅式运⾏加载各个⽅法；Native Internal Thread可以理解为是加载运⾏native类型的⽅法；PC   Register则是保存每个线程执⾏⽅法的实时地址。

这样通过运⾏时数据区的5个部分就能很好地把数据存储和运⾏起来了

第四个部分Garbage Collector也就是通常所说的垃圾回收

就是对运⾏时数据区中的数据进⾏管理和回收。回收机制可以基于不同的垃圾收集器，⽐如Serial、Parallel、CMS、G1、ZGC等，可以针对不同的业务场景选择不同的收集器，只需要通过JVM参数设置即可。如果我们打开hotspot的源码，可以发现这些收集器其实就是对于不同垃圾收集算法的实现，核⼼的算法有3个：标记-清除、标记-整理、复制

第五个部分是JIT Compiler和Interpreter

通俗理解就是翻译器，Class的字节码指令通过JIT Compiler和Interpreter翻译成对应操作系统的CPU指令，只不过可以选择解释执⾏或者编译执⾏，在HotSpot JVM默认采用的是这两种⽅式的混合。

第六就是JNI的技术

如果我们想要找Java中的某个native⽅法是如何通过C或者C++实现的，那么可以通过Native Method Interface来进⾏查找，也就是所谓的JNI技术。

通过官⽹上给出的HotSpot架构图，我们就能够知道JVM到底是如何运行的了，当然在实际操作的过程中我们可以借助⼀些JVM参数：例如：

和⼀些常⻅的JDK常⻅命令

再结合JDK常⻅⼯具以及第三⽅的⼀些⼯具

我们就可以优雅地分析JVM出现的常⻅问题并对其进⾏调优。