本文这个只是我自己整理的面试中多面到的一些JVM方面的知识点，就这样看它们都是孤立的，我是看《深入Java虚拟机》以及极客时间一个JVM系列的文章，才把这些概念给贯通的。

比如一个知识点：垃圾回收分Minor GC、Full GC。Minor发生在新生代，新生代分Eden、Survivor，而Survivor又分 From Survivor、To Survivor。新生代采用的是Copy机制的垃圾回收算法，通过空间换时间，它是怎么换的呢？To Survivor是一块空的内存，垃圾回收时，会把Eden、From Survivor中的可达的（区别堆外不可达）对象搬到 To Survivor中去，然后清除Eden、Form Survivor，整个过程接受后，交换From跟To，这期间有可能把对象从Eden、From搬去To的时候，To内存不足则需要借用老生代的内存，这就是所谓的内存担保。

Java内存结构

程序计数器：每个线程执行程序指令的行号

虚拟机栈：存放每个方法的栈帧，帧的入栈跟出栈就是方法执行的过程

本地方法栈：Native方法的栈

Java堆：保存Java对象的地方，细分为 Eden区， From Survivor空间， To Survivor空间（线程共享）

方法区：线程共享，存放已经被虚拟机加载进来的类信息，常量、静态变量，JIT编译后的数据代码。java的class文件首先进入的到方法区里面去。

运行时常量池

方法区的一部分。

四大引用

强引用：只要强引用还在，引用的对象永远不会被回收

软引用: 发生内存溢出之前会清除

弱引用：垃圾回收的时候会收走

虚引用：对象生命周期不会受到它影响，只是在被回收掉的时候，收到通知。

对象的存活

• 引用计数器
• 可达性算法（堆外的引用, GC Roots）

垃圾回收算法

• 标记清除法
• 复制算法
• 标记整理法
• 分代收集

安全点、Minor GC、Full GC、 STW、TLAB

safePoint、安全区域 。（不操作内存的写，不跟主存打交道） STW（stop the world）

eden， survior中调用 Minor GC，之所以没有用STW，添加了统计老生代到 新生代数据引用的卡表（脏位）

新生代（eden + from + to）TLAB（Thread Local Allocation Buffers）由于to Survior的空间不够，找老年代做内存担保。

当经历过几次 从from 到 to过程后依旧活着的对象就可以进入到 老生代中去了。

垃圾收集器

• Serial (单线程，新生代，copy算法)

• Parallel New（多线程，新生代，copy算法，时间优先）

• Parallel Scavenge（多线程，新生代，copy算法，吞吐量优先）

• Serial Old（单线程，老生代， 标记清除）

• Parallel Old（多线程，老生代， 标记清除）

• CMS：垃圾收集器跟应用并行（多线程，老生代， 标记清除）分两次清理，第一次清理的时候，工作线程跟垃圾线程并行，第二次STW。（Java 9 被废除）

• G1 （新生代 + 老生代）

  ​

类加载过程

• 加载：验证Class文件是否按Class的结构走的，然后加载完成之后变成内存的结构
• 验证：不会等加载结束，其实交替进行的(文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证)
• 准备：分配内存，虚方法动态分配的方便发表。创建符号引用（所以跟验证是交叉的）
• 解析：（符号引用到直接引用：字段解析、类方法解析、接口方法解析）
• 初始化 （cinit<>）

即时编译（JIT优化）

热点方法，循环热点

C、C++属于静态编译，运行时候不会。java属于动态编译，虚方法动态分配，激进优化等使之更彻底，但是占用CPU。

优化方式：

• 内联优化（省去了方法的加载，压栈等。诡异的TR1图）

• 逃逸分析（对象没有被方法外引用的时候，直接到接近CPU的栈上分配存储空间。方法仅被一个线程调用到的时候，去掉同步锁。）

• 指令集（Compare And Sweep， Compare and Set），???

• 循环优化、向量优化

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方法调用指令

• invokespecial（实例构造方法、私有方法、父类方法）
• invokestatic（静态方法，静态分配）
• invokevirtual（调用所有虚方法）
• invokeinterface（调用接口方法，运行时才）
• invokedynamic (方法句柄 MethodHandler， Lookup 不同于 反射，修改方法栈中的指令集)

反射的消耗

• Method.invoke(Class, Object[])方法中只能够是 Object类型，没有基本数据类型。自动装箱、拆箱损耗。
• Method.invoke没有办法内联了。
• 没有办法逃逸分析。
• 要进行方法找寻，还要往上查找父类中的所有方法。存储记录
• 本地实现、动态实现（超过一定的次数，动态实现会快一些）

Volatile

• 修改内存可见性，没有用线程中的寄存器作为缓存
• 禁止重排序，设置内存屏障（读读，读写，写读， 写写），添加指令 lock … 空指令，让lock指令后的指令没法重排到前面去（单线程里面不管 数据相关性、happens—before）

线程、锁

• 偏向锁 （当第一次进入到同步代码块的时候，不上锁，修改对象头中的Mark word，线程的ID等信息，通过CAS指令，全程只有一个线程，所以记录它偏向它，偏向锁）

• 轻量级锁 (只有一个线程，把线程上锁记录加入到 对象头中去，采用CAS，不再是第一个线程，而是另外的线程不同时间段执行同步代码块，有偏向锁到 轻量级锁）

• 重量级锁（一个线程在执行，另一个线程来竞争。轻量级锁 锁膨胀为重量级锁）等待的线程没有直接去wait，而是运行空指令处于就绪状态，等待运行中的线程释放锁，然后自己拿取，这样的叫自旋锁。为什么要添加这个自选状态呢？

  当线程一旦进入到wait后，就统一交由CPU进行管理 + 调度，转为内核态，到时候唤醒运行变为用户态，这个过程的切换有很多资源的 消耗（内存的拷贝复制等），在这里运行空指令消耗可能比这个切换更加省CPU。但是对于其他锁而言就失去公平性了。

  这样相比而言，协程有自己管理、调度部区分内核态、用户态，资源开支比较小，是现代语言（Kotlin等）中常用的技术。（抢占式调度、协同式）

synchronized（monitor， monitorenter， monitorexit）

ReentrantLock(重入锁)， NewCondtion