大厂面试题-什么是JVM

JVM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。

一个部分Class Files

Java中,Class⽂件是由码⽂件⽣成的,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⽂中的表示⽅式

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

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SerialParallelCMSG1、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

五个部分是JIT CompilerInterpreter

通俗解就是翻译器,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,当然实际操作的过程中我们可以借助⼀些JVM参数:例如:

些常⻅的JDK常⻅命令

再结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。

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