【Android面试】2023最新面试专题:Java虚拟机原理(三)

7 Class会不会回收?用不到的Class怎么回收?(东方头条)

这道题想考察什么?

JVM的内部机制

考察的知识点

GC机制、类加载机制

考生应该如何回答

Java 虚拟机理论上会回收Class,Class要被回收,条件比较"苛刻",必须同时满足以下的条件:

1、该类的所有实例都已经被回收,即 Java 堆中不存在该类及其任何派生子类的实例

2、加载该类的类加载器已经被回收

3、该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用,无法在任何地方通过反射访问该类的方法

Java 虚拟机允许对满足上述三个条件的无用类进行回收,但并不是说必然被回收,仅仅是允许而已。关于是否要对类型进行回收,HotSpot 虚拟机提供了 -Xnoclassgc 参数禁用类的垃圾收集。

8 Java中有几种引用关系,它们的区别是什么?

这道题想考察什么?

java中四种引用的基本语法与其在开发中的用处

考察的知识点

java基础知识

考生应该如何回答

Java中一共有四种引用关系,分别是强引用、软引用、弱引用以及虚引用。

1.强引用:为我们平时直接使用的引用方式,如:Object obj=new Object();

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2.软引用:会在系统内存不足时被GC回收,一般可用于缓存的设计,我们通过以下代码来测试。

public void testSoftReference(){
    
    
    User user=new User(1,"Jett");//定义一个对象
    SoftReference<User> userSoft=new SoftReference<User>(user);//将user放入软引用中
    user=null;
    System.out.println(userSoft.get());//user为空,软引用也不会回收
    System.gc();
    System.out.println("After gc");
    System.out.println(userSoft.get());//GC之后,如果内存够用,还是不会回收
    //向堆中填充数据,导致OOM
    List<byte[]> list=new LinkedList<>();
    try{
    
    
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
    
    
            System.out.println("for==========="+userSoft.get());
            list.add(new byte[1024*1024*1]);
        }
    }catch(Throwable e){
    
    
        System.out.println("Exception======"+userSoft.get());//当内存不足时,软引用就得到回收
    }
}

3.弱引用:GC到来时回收,多数情况下可以很方便的帮助我们在项目中解决内存泄漏问题。

public void testWeakReference(){
    
    
    User user=new User(1,"Jett");//定义一个对象
    WeakReference<User> userWeakReference=new WeakReference<>(user);//将其放入弱引用
    user=null;
    System.out.println(userWeakReference.get());//user为空,弱引用也不会回收
    System.gc();
    System.out.println("After gc");
    System.out.println(userWeakReference.get());//GC之后,弱引用得到GC回收
}

4.虚引用:GC回收时可得到一个通知,该引用不能直接使用,但可在引用队列中观察到GC回收过的对象,可以用于监听GC回收通知。

public void testPhantomReference() throws InterruptedException {
    
    
    //虚引用:功能,不会影响到对象的生命周期的,
    // 但是能让程序员知道该对象什么时候被 回收了
    ReferenceQueue<Object> referenceQueuee=new ReferenceQueue<>();
    Object phantomObject=new Object();
    PhantomReference phantomReference	//虚引用需要配合引用队列才能看到效果
    				=new PhantomReference(phantomObject,referenceQueuee);
    phantomObject=null;
    System.out.println("phantomObject:"+phantomObject);//输出null
    System.out.println("phantomReference"+referenceQueuee.poll());//输出null
    System.gc();
    Thread.sleep(2000);
    System.out.println("referenceQueuee:"+referenceQueuee.poll());//输出GC回收的对象
}

9 描述JVM内存模型

这道题想考察什么?

JVM如何分配资源执行程序

考察的知识点

JVM运行时数据区

考生如何回答

Java的口号是: “Write once, run anywhere”,即一次编写,到处运行。为什么可以做到这样呢,其实就是依赖于JVM。在不同的操作系统上,只要安装了对应的虚拟机,那么同样的一份代码,就可以随意移植。
当编写完Java代码时,即产生 .Java文件,会通过Java编译器编译为.class 文件,然后通过Class Loader把类信息加载到JVM中,最后JVM再去调用操作系统。这样,只要JVM正确执行.class文件,就可以实现跨平台了。

内存模型

JVM和计算机一样有操作栈和程序计数器,运行的方式也基本一致。JVM同样以线程为最小单位运行, 其中防御去与堆属于线程共享区,而栈与程序计数器属于线程独占区。

在这里插入图片描述

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存,可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器,即记录当前线程所执行到的字节码的行号。当字节码解释器工作时,就是通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。由此来完成分支、循环、跳转、线程恢复、异常处理等功能。
程序计数器是线程私有的(即每个线程拥有一个程序计数器),各个线程之间的程序计数器互不干扰。程序计数器的生命周期跟随线程的生命周期,若线程消亡,则程序计数器也会消亡。
如果一个线程正在执行的是Java方法,则程序计数器记录的是正在执行的字节码指令的地址;如果正在执行的是 native 本地方法,则程序计数器记录的是 Undefined .

指的是Java虚拟机栈,它也是线程私有的,因此生命周期和线程相同。每当线程创建的时候,都会创建一个私有的Java虚拟机栈。Java栈中保存了局部变量和方法参数等,同时和Java方法的调用、返回密切相关。
每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用到执行完成的过程,就对应一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

本地方法栈

本地方法栈和Java虚拟机栈非常类似,它们最大的不同在于,Java虚拟机栈用于Java方法的调用,而本地方法栈用于Native本地方法的调用。

Java堆是所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。对于绝大多数应用来说,Java堆是JVM所管理的内存中最大的一块,几乎所有的对象实例和数组都存放在这里。
Java堆也是垃圾收集器管理的主要区域。堆中分为新生代、老年代和永久代,新生代还可细分为Eden区、From、To 区。当堆中没有内存可分配时,就会抛出OOM异常。

方法区

方法区同Java堆一样,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、即时编译器编译后的代码等数据。在JDK8以前,HotSpot是用“永久代”来实现方法区的,其他虚拟机(如JRockit、J9VM)不存在永久代这个概念。这样的话,方法区可以和Java堆一样被 HotSpot的垃圾收集器所管理,不需要单独处理。
由于我们可以通过 -XX:MaxPermSize 来设置永久代大小,因此若使用永久代来实现方法区,则会有内存溢出的风险。因此,在JDk8中,取消了永久代,用元空间代替之。也就是说,用元空间来实现方法区。
元空间的本质和永久代类似,都是对JVM规范中方法区的实现。元空间与永久代之间最大的区别在于:永久代是堆的一部分,和新生代,老年代地址是连续的。元空间并不在虚拟机中,而属于 Native Memeory(本地内存)。因此,默认情况下,元空间的大小仅受本地内存限制。

运行时常量池

首先需要知道常量池和运行时常量池的区别。
常量池,即指class文件常量池,是class文件的一部分。java文件被编译成class文件之后,除了包含了类的版本、字段、方法、接口等描述信息,还有一项信息叫做class文件常量池。其用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

在这里插入图片描述

运行时常量池是方法区的一部分。当类加载到内存中,JVM就会将class文件常量池中的内容(字面量和符号引用)存放到运行时常量池中。
Java并不要求常量一定只有在编译期才可以产生,在运行期间也可以产生新的常量并放入池中。

最后

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