JVM整體架構
JVM（Java Virtual Machine）是Java程序運行的核心環境，主要由以下幾個部分組成：
1. 程序計數器（Program Counter）
- 特點：線程私有，每個線程都有獨立的程序計數器
- 作用：記錄當前線程正在執行的字節碼指令地址（行號）
- 重要性：支持線程切換和恢復，確保程序能夠正確執行
2. 虛擬機棧（JVM Stack）
- 特點：線程私有，采用先進后出（LIFO）的數據結構
- 組成：由多個棧幀組成，每個方法調用創建一個棧幀
- 棧幀內容：局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法返回地址
虛擬機棧常見問題
垃圾回收是否涉及棧內存？
不涉及。垃圾回收主要針對堆內存，棧幀在方法執行完畢后自動彈出釋放內存。
棧內存分配越大越好嗎？
不是。默認棧內存通常為1024KB，過大會導致可創建的線程數減少。例如：512MB總內存，1024KB棧大小可創建512個線程，改為2048KB則只能創建256個線程。
方法內的局部變量是否線程安全？
- 如果局部變量沒有逃離方法作用范圍，則線程安全
- 如果局部變量引用了對象并逃離方法作用范圍，需要考慮線程安全問題
棧內存溢出情況
- 棧幀過多導致溢出（典型：無限遞歸調用）
- 單個棧幀過大導致溢出
3. 堆內存（Heap）
- 特點：線程共享區域，JVM中最大的內存區域
- 作用：存儲對象實例和數組
- 異常：當堆內存不足時拋出OutOfMemoryError異常
- 分代結構：通常分為年輕代（Eden、Survivor）和老年代
4. 方法區（Method Area）
- 特點：線程共享的內存區域
- 存儲內容：類信息、運行時常量池、靜態變量、編譯后的代碼
- 生命周期：虛擬機啟動時創建，關閉時釋放
- 異常：內存不足時拋出OutOfMemoryError: Metaspace
JDK版本差異
JDK 1.7 vs 1.8的重要變化：
- JDK 1.7：存在永久代（PermGen），存儲類信息、靜態變量、常量等
- JDK 1.8：移除永久代，改為元空間（Metaspace），使用本地內存，有效防止內存溢出
5. 直接內存（Direct Memory）
- 特點：不屬于JVM內存結構，不由JVM管理
- 本質：使用系統內存，常見于NIO操作
- 特性：分配回收成本較高，但讀寫性能優秀
- 用途：主要用作數據緩沖區
內存管理要點
垃圾回收機制
- 主要針對堆內存進行回收
- 棧內存隨方法調用結束自動釋放
- 方法區在JDK 1.8后使用元空間，減少OOM風險
線程安全考慮
- 程序計數器、虛擬機棧：線程私有，天然線程安全
- 堆內存、方法區：線程共享，需要考慮并發訪問問題
- 直接內存：需要程序員手動管理，注意內存泄漏
面試重點
- 內存區域劃分：能清楚說明各個內存區域的作用和特點
- 線程安全性：理解哪些區域是線程私有的，哪些是共享的
- 內存溢出：了解各種OutOfMemoryError的產生原因和解決方案
- JDK版本差異：特別是永久代到元空間的變化
- 性能調優：理解不同內存區域對性能的影響
補充知識點
常見JVM參數
-Xms：初始堆大小-Xmx：最大堆大小-Xss：棧大小-XX:MetaspaceSize：元空間初始大小-XX:MaxMetaspaceSize：元空間最大大小
內存泄漏常見場景
- 長生命周期對象持有短生命周期對象的引用
- 靜態集合類引用大量對象
- 監聽器和回調函數未正確移除
- 線程池中的線程未正確關閉
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