JVM-面试题

一、对象

1、对象创建

• 类加载检查
  • 虚拟机遇到一条new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池定位到类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否被加载、解析和初始化过。若没有，必须先执行类加载过程。
• 分配内存
  • 类加载检查通过后，jvm将为新生对象分配内存，对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从java堆中划分出来。
    • 指针碰撞
      • 适合场景：堆内存规整(即没有内存碎片)的情况下
      • 原理：用过的内存全部整合到一边，没用过的放在另一边，中间有一个分界值指针，只需要向着没用过的内存方向将该指针移动对象内存大小位置即可：
      • GC收集器：Serial、ParNew
    • 空虚列表
      • 适合场景：堆内存不规整的情况下
      • 原理：康拟机会维护一个列表，该列表中会记录哪些内存块是可用的，在分配的时候，找一块足够大的内存块来划分给对象实例，最后更新列表记录。
      • GC收集器：CMS
    • 并发的时候
      • 采用CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性
      • TLAB：为每一个线程预先在 Eden 区分配一块儿内存，JVM 在给线程中的对象分配内存时，首先在 TLAB 分配，当对象大于 TLAB 中的剩余内存或 TLAB 的内存己用尽时，再采用止述的 CAS 进行内存分配
• 初始化零值
  • 内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内在空回都初始化为零值 （不包括对象头），这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不賦初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
• 设置对象头
  • 初始化零值完成之后，虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息。这些信息存放在对象头中。另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。
• 执行init()方法
  • 在上面工作都完成之后，从jvm的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从Java 程序的视角来看，对象创建才刚开始，init方法还没有执行，所有的字段都还为零。所以一般来说，执行 new指令之后会接者执行init方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化。

2、对象在内存的布局

• 对象头：第一部分用于存储对象自身的运行时数据（哈希码、GC分代年龄、锁状态等），另一部分时类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
• 实例数据：对象真正存储的有效信息，也是在程序中所定义的各种类型的字段内容
• 对齐填充：仅仅起占位作用(Hotspot 虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是 8 字节的整数倍）

3、对象访问

• 句柄：Java 堆中将会划分出一块内存来作为句柄池，reference 中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息
• 直接指针：reference 中存储的直接就是对象的地址
  • 优点：句柄-reference 中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数