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📘 本文为「Java 模拟面试总结系列」的第 2 篇，基于我与 ChatGPT 进行的模拟问答过程整理而成，专注于 Java 面试中最核心的模块之一 —— JVM。
内容覆盖 JVM 架构、内存模型、类加载机制、GC 回收策略、性能调优 等高频面试知识点，并配以标准问答与解析，适合系统复习。

本篇主题：JVM 面试题与知识点详解

# 📌 导航：

[TOC]

# 📚 Java 模拟面试系列目录：

  1. Java 基础与进阶
  2. JVM 面试题与知识点详解
  3. 并发编程与锁机制
  4. MySQL 与 SQL 优化
  5. Spring 核心原理
  6. 系统设计与高并发架构
  7. Redis 高级特性
  8. 注册中心与微服务治理
  9. 项目实战与系统架构设计

# ❓ 面试题目 1：简述 JVM 的内存结构及各部分作用？

# ✅ 标准回答：

JVM 内存结构主要包括以下几个区域：

区域名 说明
程序计数器 当前线程所执行的字节码行号指示器，是线程私有的
Java 虚拟机栈 保存局部变量表、操作数栈、方法出口等，是线程私有的
本地方法栈 为虚拟机使用到的 Native 方法服务
Java 堆 所有线程共享的内存区域，用于存储对象实例
方法区（元空间） 用于存储类信息、常量、静态变量等，是线程共享的

# ❓ 面试题目 2：如何判断一个对象可以被 GC 回收？

# ✅ 标准回答：

JVM 中主要有两种方式判断对象是否可以回收：

  1. 引用计数法：对象拥有引用计数器，引用 + 1、释放 - 1，计数为 0 即回收（但容易产生循环引用问题）
  2. 可达性分析算法（Reachability Analysis）：从 “GC Root” 出发向下搜索，无法与 GC Root 连接的对象即为 “不可达对象”，可被回收。

GC Root 包括：虚拟机栈中引用的对象、方法区静态字段、常量引用对象、本地方法栈中引用对象等。

# ❓问题 3：Java 中的类加载机制是怎样的？双亲委派模型是什么？

# ✅ Java 类加载的生命周期阶段

  1. 加载（Loading）
    • 通过类的全限定名获取字节码（二进制流），并生成 Class 对象。
  2. 验证（Verification）
    • 校验字节码的正确性和安全性，防止恶意代码破坏虚拟机安全。
  3. 准备（Preparation）
    • 给类的静态变量分配内存并赋默认值。
  4. 解析（Resolution）
    • 把符号引用转为直接引用（如方法、字段等的内存地址）。
  5. 初始化（Initialization）
    • 执行类的初始化代码，包括静态变量的赋值和静态代码块。
  6. 使用（Using）
    • 类被调用（new 实例、调用静态方法等）。
  7. 卸载（Unloading）
    • 类从内存中卸载，通常由 JVM 垃圾回收机制决定。

# ✅ 双亲委派模型（Parent Delegation Model）

  • 类加载器在加载类时，先将请求委派给父加载器。
  • 流程：
    当前类加载器接到加载请求，先让父类加载器尝试加载。
    如果父加载器找不到，当前加载器才自己尝试加载。

# ✅ 设计目的和好处

  • 防止重复加载同一个类，保证 Java 核心类库的安全。
  • 保证核心类库由启动类加载器加载，避免用户自定义类覆盖核心类。

# ✅简短回答示范：

  • 类加载包括加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。
  • 双亲委派模型：请求先委托给父加载器，父加载器找不到才自己加载，保证核心类安全。

# ❓问题 4：谈谈你对 Java 内存泄漏的理解，常见原因和排查方法有哪些？

# ✅ 什么是内存泄漏？

  • 内存泄漏指程序中不再使用的对象仍然被引用，导致垃圾回收器无法回收，从而导致可用内存减少，最终可能导致应用内存溢出（OOM）。

# ✅ Java 中内存泄漏常见原因

  1. 长生命周期对象持有短生命周期对象引用
    例如：
    • 静态集合（ static List ）不断往里添加对象，但没有清理；
    • 线程池、缓存持有对象，导致对象无法被回收。
  2. 监听器或回调未注销
    • 注册了事件监听器或观察者，但没有取消，导致对象无法被回收。
  3. 内部类和匿名类持有外部类引用
    • 导致外部类对象无法回收。
  4. 数据库连接、IO 流未关闭
    • 资源没有释放，导致内存和资源泄漏。
  5. 线程未正确结束
    • 线程还活着，线程内持有对象，无法回收。

# ✅ 内存泄漏的排查方法

  1. 使用内存分析工具
    • 如 VisualVM 、 Eclipse MAT 、 JProfiler 、 YourKit 等。
  2. 堆转储（Heap Dump）分析
    • 生成堆快照，分析哪些对象占用大量内存，找到引用链。
  3. 代码审查
    • 检查静态变量、集合、缓存的使用。
  4. 增加日志和监控
    • 监控 JVM 内存使用、GC 日志。

# ✅总结：

  • 内存泄漏是无用对象被引用无法回收。
  • 常见原因：静态集合无清理，监听器未注销，线程未结束等。
  • 排查用 VisualVM、MAT、代码审查。

# ✅ 简短示范回答

Java 内存泄漏是指不再使用的对象被持续引用，导致垃圾回收无法回收，最终可能发生内存溢出。常见原因包括静态集合无限制增长、监听器未注销、线程未关闭等。排查方法有使用 VisualVM、MAT 等工具分析堆内存，结合代码审查定位问题。

# ❓问题 5：Java 垃圾回收原理和常见回收器？

# ✅ Java 垃圾回收（GC）基本原理

  • Java 的垃圾回收机制自动管理内存，主要目的是回收不再使用的对象，释放内存，避免内存泄漏和溢出。
  • JVM 堆内存分为年轻代（Young Generation）** 和 ** 老年代（Old Generation）。
  • 新生代采用复制算法（Copying），老年代采用标记 - 整理算法（Mark-Compact）。
  • 垃圾回收的核心思想是可达性分析：从 GC Roots 开始，所有无法被访问的对象视为垃圾。

# ✅ 常见的垃圾回收器及适用场景

垃圾回收器 简介 适用场景
Serial（串行收集器） 单线程执行，简单高效，停顿时间长 单核 CPU，客户端应用，低内存环境
Parallel（并行收集器） 多线程执行，注重吞吐量，停顿较短 多核 CPU，后台批处理，吞吐量优先
CMS（并发标记清除） 并发回收，停顿短，但 CPU 占用高 需要低停顿的应用，如 Web 服务器
G1（Garbage-First） 以区域为单位回收，低延迟、可预测停顿 多核大内存服务器，需响应时间可控的场景
ZGC / Shenandoah 低延迟、几乎不暂停的垃圾回收器 大内存超低延迟应用（JDK 11+ / 12+）

# ✅ 简短答法示范

Java GC 自动管理内存，主要通过可达性分析判断对象是否可回收。堆内存分为年轻代和老年代，分别用不同算法回收。常见回收器有串行、并行、CMS 和 G1，选择时根据应用对吞吐量和延迟的需求权衡。

# ✅答案：

  • GC 自动回收无用对象，堆分年轻代和老年代。
  • 常用回收器：Serial、Parallel、CMS、G1、ZGC 等。
  • 选择依据应用延迟和吞吐需求。

👉 后续面试题包括：

  • CMS 和 G1 有哪些区别？
  • 类加载器有哪些？如何打破双亲委派？
  • 如何查看 GC 日志，常用 JVM 启动参数有哪些？
  • ……

✍️ 如果你对 JVM 有深入实践或调优经验，也欢迎评论交流你的理解与踩坑经历。

📖 敬请期待下一篇：《并发编程与锁机制》