系列文章:
深入Java虚拟机之 -- 总结面试篇
深入Java虚拟机之 --- JVM的爱恨情仇
JAVA 垃圾回收机制(一) --- 对象回收与算法初识
JAVA 垃圾回收机制(二) --- GC回收具体实现
深入Java虚拟机之 -- 类文件结构(字节码)
深入Java虚拟机之 -- 类加载机制
在学习 JVM 相关知识,怎么让自己有动力看下去,且有思考性呢?笔者认为,开头用一些常用的面试题,来引入读者的兴趣比较好,这样才会有看下去的东西,所以,该篇文章会以面试+总结的方式,希望读者能先思考写出答案,再查看相关知识。
深入Java虚拟机之 -- 总结面试篇
这是一些常见的面试,很多人都看到网上的标准答案,但你知道为什么吗?
首先看第一个,Java的内存区域,可以看一张编译图:
可以看到Java 的内存区域就是框框里的东西,每一步的大概意思如下,具体细节参考 深入Java虚拟机之 --- JVM的爱恨情仇:
总结,建议读者学习之后,能自己默写这些方法并指导每一步的意思;
Java 对象的创建共分为5步,如下图:
然后明白每个步骤做了哪些即可,如下:
有两种方式:句柄和直接指针; 创建对象是为了使用对象,虚拟机需要通过栈中的 reference 来获取堆上的对象。
优缺点: 使用句柄好处是,当对象发生改变,只需要移动句柄的实例数据指针即可,而直接指针就是速度快。
参考答案是: String 是用 final 修饰的类,由于它的不可变性,类似拼接、裁剪字符串等,都会产生新的对象。 StringBuffer 解决上面拼接对象而提供一个类,可以通过 append等方法拼接,是线程安全的,由于线程安全,效率也下降 StringBuilder 跟StringBuffer 差不多,只是去掉了线程安全,所以优先使用 StringBuilder
说说String 为什么会产生新的对象?比如 String a = "1" String b = a + "2",当执行这条指令时,会在常量池中产生一个对象指向a,而创建b时也会重新在常量池中生成b的对象;多次创建容易触发 GC,这也是为什么不建议使用 String 类去拼接的问题。
深入Java虚拟机之 --- JVM的爱恨情仇 JAVA 垃圾回收机制(二) --- GC回收具体实现
首先,在讲解这几个引用之前,先明白虚拟机为什么会由这些引用的说明;我们都知道,对象需要回收,那怎么去判断哪些对象需要回收呢?这就需要一些判断来确定哪些对象是需要回收的,一般有以下几种方法:
无论是 引用计算算法还是可达性分析算法,都是涉及到对象的引用问题,所以,在 JDK1.2 之后,又分为以下几类引用:
通过上面的介绍,知道了" 引用"是什么关系,这对理解各种引用还是很有必要的,那么使用 软引用的好处也在那里了; 建议一些内存消耗较大的使用软引用,比如 webview。。
final 和finally 比较好理解。首先 final 用来修饰的对象不可变;finally 则是保证重点代码一定要被执行的一种机制,一般用于 try - catch-finally 语句中。 但finalize 是什么东西呢?在解释标准代码之前,又得回到GC算法中了。 首先,finalize 是 Object 的一个方法,用来特定资源的回收。 上面说到,当 GC Roots 不可达时,认为对象已经不再使用了,但是对象并非是非"死"不可,当 GC Roots 不可达时,系统首先会先判断 对象的 finalize 是否执行,不执行则直接回收;如果可以执行,则放在队列中,由finalize线程去执行它,如果有其他对象关联时,则判断对象不可回收,否则对象回收,finalize 执行一次,如下图:
由于它的不确定性,在 JDK9时,已经标注为deprecated,但不影响我们对它的理解。
虽说 Java 堆 可以回收70%~95%的空间,但方法区同样可以回收一些资源,方法区主要回收两个部分 废弃常量 和 无用的类 。
所以,当发生 GC 时,非常常量和无用类是可以被回收,当然这里也是说"可以",是否像对象一样被回收,还需要对虚拟机的参数配置,这里就不细说了。
对象的回收,基于上面讲到的,GC Roots不可达,且判断可以回收。衍生的算法如下图(建议能默认每种算法的理解):
其中,基础是 标记-清除是基础,接下来都是在它的基础上改进,分代算法是主流 Java 虚拟机的主要算法; 其中各个算法特点如下,详细介绍看 JAVA 垃圾回收机制(一) --- 对象回收与算法初识第四节,垃圾回收篇。
关系新生代和老年代的问题,参考: JAVA 垃圾回收机制(二) --- GC回收具体实现深入Java虚拟机之 -- 类文件结构(字节码) 深入Java虚拟机之 -- 类加载机制
public class Parent{ static { System.out.println("Parent"); } public static int value = 123; } public class Child extends Parent{ static { System.out.println("Child"); } public static int c_value = 123; } //mian 中执行 public static void main(String[] args) { System.out.println(Child.c_value); } 复制代码
类加载的过程如下图所示(建议能默认每个步骤的理解):
也可以成为 加载-连接-初始化 这种叫法。 其中, 加载、验证、准备、初始化和卸载的顺序是固定的,而解析则不一定,因为Java是动态语言,它可以在运行时解析,即初始化之后。该阶段解析如下:
3.2 写出下列代码打印信息,若将改成System.out.println(Child.c_value);改为System.out.println(Child.value); 如何?
public class Parent{ static { System.out.println("Parent"); } public static int value = 123; } public class Child extends Parent{ static { System.out.println("Child"); } public static int c_value = 123; } //mian 中执行 public static void main(String[] args) { System.out.println(Child.c_value); } 复制代码
打印信息如:
Parent 123 复制代码
改为System.out.println(Child.value)时:
Parent Child 123 复制代码
具体看: 深入Java虚拟机之 -- 类加载机制 扩展 :
class Parent{ public static int value = 1; static { value = 2; } } class Child extends Parent{ public static int B = value ; } public static void main(String[] args) { System.out.println(Child.B); } 复制代码
输出什么?
从上面我们知道,类在加载的时候,就是通过一个全限定名去加载这个类的二进制字节流,这个是系统自动完成的。这个动作如果从外部去做,以便于我们去获取所需的类,则我们成为 类加载器 。比如通过一个路径获取到一个 class 字节码,然后通过反射,拿到相应的信息。