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八股文--JVM（2）

news 来源：原创 2025/7/17 10:48:42

⭐️⭐️6.类加载

类加载器

JVM只会运行二进制文件，类加载器的作用就是将字节码加载到JVM中，从而让程序启动

1.启动类加载器 ----JAVA_HOME/jre/libC++编写加载的是JAVA_HOME/jre/lib

2.拓展类加载器 ----JAVA_HOME/jre/lib/ext

3.应用类加载器 ----ClassPath自己编写的java程序

4.自定义加载器 ----实现自定义加载

⭐⭐7.双亲委派机制

在加载类的时候，先委托上一级的加载器进行加载，如果上一级加载器也有上级，则会继续向上委托。如果上级加载器无法加载，子类加载器就会尝试加载该类

这样的作用：

1.通过双亲委派机制可以避免莫一个类被重复加载，当父类已经加载后则无需重复加载，保证唯一性

2.保证了类库API不会被修改

3.简化了加载流程：通过委派，大部分类能够被正确的类加载器加载，减少了每个加载器需要处理的类的数量，简化了类的加载过程，提高了加载效率

⭐️8.类装载的执行过程

加载：通过类的全名，获取类的二进制数据流；解析类的二进制数据流为方法区的数据结构（Java类模型）；创建Java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

连接：验证，准备，解析

验证：验证类是否符合JVM规范，安全性检查（文件格式，元数据，字节码，符号引用）
准备：为类变量分配内存并设置类变量初始值
解析：把类中的符号引用转换为直接引用。

符号引用：方法中调用其他方法，这个方法名就可以理解为符号引用；

直接引用就是指针直接指向方法；

初始化：对类的静态变量，静态代码执行初始化操作

如果初始化一个类的时候，父类尚未初始化，则会优先初始化父类；

如果同时包含多个静态代码块和静态变量，则按照自上向下的顺序依次执行；

使用：用类或者创建对象

卸载：1.该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的任何实例。2.加载该类的ClassLoader已经被回收。3.类对应的Java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

⭐️9.判断垃圾的方法

垃圾回收指的是堆中的对象。

垃圾指的是如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾。

引用计数法:

为每个对象分配一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器加1；当引用失效时，计数

器减1。当计数器为0时，表示对象不再被任何变量引用，可以被回收。

可达性分析算法:

一组称为GC Roots（垃圾收集根）的对象出发，向下追溯它们引用的对象，以及这些对象引用的其他对象，以此类推。如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（即从GC Roots到这个对象不可达)，那么这个对象就被认为是不可达的，可以被回收。

GC Roots对象包括：虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象、方法区中类静态属性引用的对象、本地方法栈中JNl（Java NativeInterface）引用的对象、活跃线程的引l用等。

⭐️⭐️10.垃圾回收算法

垃圾回收机制的主要目标是自动检测和回收不再使用的对象，从而释放它们所占用的内存空间。这样可以避免内存泄漏（一些对象被分配了内存却无法被释放，导致内存资源的浪费）。同时，垃圾回收机制还可以防止内存溢出（即程序需要的内存超过了可用内存的情况）

标记清除算法：

标记清除算法，是将垃圾回收分为俩个阶段：标记和清除

1.根据可达性分析算法得出的垃圾进行标记

2.对这些标记为可回收的内容进行垃圾回收

优点：标记和清除速度较快

缺点：碎片化较为严重，内存不连贯

标记整理算法：

标记整理算法，是将垃圾回收分为俩个阶段：标记和整理在删除。标记压缩算法是在标记清除算法的基础之上，做了优化改进的算法。和标记清除算法一样，也是从根节点开始，对对象的引用进行标记，在清理阶段，并不是简单的直接清理可回收对象，而是将存活对象都向内存另一端移动，然后清理边界以外的垃圾，从而解决了碎片化的问题

1.标记垃圾

2.需要清除的想右边走，不需要清除的向左边走

3.清除边界以外的垃圾

优缺点同标记清除算法，解决了标记清除算法的碎片化的问题，同时，标记压缩算法多了一步，对象移动内存位置

的步骤，其效率也有有一定的影响。

与复制算法对比：复制算法标记完就复制，但标记整理算法得等把所有存活对象都标记完毕，再进行整理

复制算法：

复制算法，将原有的内存空间一分为二，每次只用其中的一块，在垃圾回收时，将正在使用的对象复制到另一个内存空间中，然后将该内存空间清空，交换两个内存的角色，完成垃圾的回收

优点：在垃圾多的情况，效率较高；清理之后内存没有碎片。

缺点：分配了两块内存空间，同一个时刻只能使用一半，内存使用率较低

分代回收算法

分代收集是将内存划分成了新生代和老年代。分配的依据是对象的生存周期，或者说经历过的 GC 次数。对象创建时，一般在新生代申请内存，当经历一次 GC 之后如果对还存活，那么对象的年龄 +1。当年龄超过一定值(默认是 15，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定)后，如果对象还存活，那么该对象会进入老年代。

⭐️11.垃圾回收器

串行垃圾回收器

Serial:作用于新生代，采用复制算法

Serial Old:作用与老年代，采用标记-整理算法

垃圾回收时，只有一个线程在工作，并且java应用所有线程都要暂停，等待垃圾回收完成

并行垃圾回收器

Parallel New:作用于新生代，采用复制算法

parallel Old:作用与老年代，采用标记-整理算法

垃圾回收时，只有多个线程在工作，并且java应用所有线程都要暂停，等待垃圾回收完成

CMS（并发）垃圾回收器

CMS全称 Concurrent Mark Sweep，是一款并发的、使用标记-清除算法的垃圾回收器，该回收器是针对老年代垃圾回收的，是一款以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，停顿时间短，用户体验就好。其最大特点是在进行垃圾回收时，应用仍然能正常运行。

G1垃圾回收器

(Garbage First)收集器 (标记-整理算法)：Java堆并行收集器，G1收集器是JDK1.7提供的一个新收集器，G1收集器基于"标记-整理"算法实现，也就是说不会产生内存碎片。此外，G1收集器不同于之前的收集器的一个重要特点是：G1回收的范围是整个Java堆(包括新生代，老年代)，而前六种收集器回收的范围仅限于新生代或老年代

1.应用与新生代和老年代，JDK之后默认使用

2.划分成多个区域，每个区域都可以充当Eden，survivor，old，humongous，其中humongous是为大对象准备。

3.采用复制算法，标记-整理算法，分代回收算法

4.分为三个阶段：新生代回收，并发标记，混合收集

5.如果并发失败（回收的速度赶不上创建对象的速度），会触发Full GC

Young Collection(年轻代垃圾回收)

1.初始时，所有区域都处于空闲状态

2.创建了一些对象，挑出一些空闲区域作为Eden（伊甸园区）区存储这些对象

3.当Eden（伊甸园区）需要垃圾回收时，挑出一个空闲区域作为S（幸存区）区，用复制算法复制存活对象，这时候处于STW（线程暂停)

4.随着数据流逝，Eden(伊甸园区)内存又有不足

5.将Eden（伊甸园区）以及之前幸存区中的存活对象，采用复制算法，复制到新的S（幸存区），其中较老的对象晋身老年代

Young Collection + Councurrent Mark(年轻代垃圾回收 + 并发标记)

当老年代占用超过阈值（45%）后，触发并发标记，这时无需暂停用户线程

并发标记之后，会有重新标记阶段解决漏标问题，此时需要暂停用户线程。
这些都完成后就知道了老年代有哪些存活对象，随后进入混合收集阶段。此时不会对所有老年代区域进行回收，而是根据暂停时间目标优先回收价值高（存活对象少）的区域（这也是 Gabage First 名称的由来）

Mixed Collection (混合垃圾回收)

复制完成，内存得到释放。进入下一轮的新生代回收、并发标记、混合收集