簡書 慢黑八
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1识脆、（5分）下題方法localVar1（）中變量b所占槽位index為（ ）设联，localVar2（）中變量b所占槽位index為 （ ）

private void localVar1() {
        int a=0;
        System.out.println(a);
        int b=0;
    }
    private void localVar2() {
        {
            int a = 0;
            System.out.println(a);
        }
        int b = 0;
    }

答：使用jclasslib查看class信息 加匈，此題考的是棧上數(shù)據(jù)局部變量表的槽位復(fù)用仑荐，如下圖localVar1（）方法中this占0位雕拼，a的index是1，b的index是2粘招，localVar2（）方法中啥寇，當a處于代碼塊中的時候，代碼塊結(jié)束a的槽位釋放洒扎，b的槽位將會使用index=1的槽位辑甜，這樣做的好處是節(jié)省了空間，localVar2方法塊執(zhí)行后袍冷，a的槽位釋放可以提供給b使用磷醋，a引用的對象也可以在滿足垃圾回收的條件。

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2胡诗、（20分）在java7中邓线，畫圖描述一下程序，在類加載器煌恢、方法區(qū)骇陈、堆、解釋執(zhí)行器瑰抵、pc寄存器你雌、java棧、本地方法棧二汛、CodeCache婿崭、垃圾回收器中是如何關(guān)聯(lián)執(zhí)行

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        a.fn();
    }
    public void fn() {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

答：如下圖所示

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1. A.java編譯后生成A.class字節(jié)碼文件
2. 類加載子系統(tǒng)負責從文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中加載Class信息，加載的類信息存放于一塊稱為方法區(qū)（JDK1.7叫永久代肴颊，JDK1.8中叫做元空間）的內(nèi)存空間氓栈。除了類的信息外，方法區(qū)中還會存放運行時的常量池信息苫昌，包括字符串常量和數(shù)字常量等颤绕。
3. Java字節(jié)碼對于JVM就相當于匯編語言對于計算機幸海。JVM啟動后會查找?guī)в衜ain方法開始執(zhí)行祟身，字節(jié)碼會被JVM最后翻譯為計算機可以看懂的機器碼在CUP中運行，這個過程由“解釋執(zhí)行器”進行解釋執(zhí)行物独。還有一部分熱點方法字節(jié)碼由JIT“即時編譯器”（即時編譯器的解釋參見第7題）進行了編譯優(yōu)化袜硫，編譯優(yōu)化后的機器碼可以更加高效的執(zhí)行。
4. PC寄存器（也叫程序計數(shù)器）也是每個線程的私有空間挡篓，Java虛擬機會為每一個Java線程創(chuàng)建PC寄存器婉陷。在任意時刻帚称，每一個線程總是在執(zhí)行一個方法，這個被執(zhí)行的方法叫當前方法秽澳，如果當前方法不是本地方法闯睹，PC寄存器就會指向當前正在被執(zhí)行的指令。它可以看作是當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器担神。
5. Java棧是一塊私有的空間楼吃，先進后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只支持出棧和入棧兩種操縱妄讯。主要保存的內(nèi)容為棧幀孩锡，每一次函數(shù)調(diào)用（例如：調(diào)用main方法，fn方法）都會有一個對應(yīng)的棧幀被壓入Java棧亥贸。當前正在執(zhí)行的函數(shù)所對應(yīng)的幀就是當前的幀（棧頂）躬窜，它保存著當前函數(shù)的局部變量、棧幀數(shù)據(jù)（例如炕置，對象A()的引用）和中間運算結(jié)果數(shù)據(jù)荣挨。在方法執(zhí)行結(jié)束、異常朴摊、return之后Java棧會把方法從棧上彈出垦沉。
6. Java堆在虛擬機啟動的時候建立，它是Java程序最主要的內(nèi)存工作區(qū)域仍劈。在字節(jié)碼執(zhí)行到new A()的時候厕倍，對象在堆空間被創(chuàng)建，嚴格意義上來說對象創(chuàng)建的過程要更復(fù)雜一些贩疙。簡單來說讹弯，虛擬機會先把對象嘗試在棧上分配（棧上分配的解釋參見第4題），當不滿足棧上分配的條件后这溅，對象會在在堆中分配组民。
   分配的優(yōu)先級是：棧上分配 > TLAB分配 > 大對象直接老年代分配 > 新生代分配
7. 垃圾回收系統(tǒng)是Java虛擬機的重要組成部分，垃圾回收器可以對方法區(qū)悲靴、Java堆和直接內(nèi)存進行回收臭胜。其中，Java堆就是垃圾收集器的工作重點癞尚。(垃圾回收器的特點參見第3題)

3耸三、（10分）在Java7或8下，簡述Serial浇揩、ParNew仪壮、parallel、cms胳徽、G1,五種垃圾回收器的特點與垃圾回收算法的區(qū)別积锅。針對串行垃圾回收器爽彤、parallel、cms垃圾回收器缚陷，新生代（含from适篙、to區(qū)）、老年代的默認內(nèi)存分配比例是箫爷？

答：

以上五種垃圾收集器匙瘪，可以出除了G1分區(qū)回收之外，另外四種垃圾回收器都是分代回收的蝶缀。

1. G1的特點是把堆分成若干個區(qū)丹喻，每次只回收若干個區(qū)，用于控制停頓時間翁都。 G1中仍然包含著分代的概念碍论，例如：最大堆是1024m，G1默認1m一個區(qū)柄慰，1024m=1024個區(qū)鳍悠，堆區(qū)數(shù)=新生代區(qū)數(shù)+幸存者區(qū)數(shù)+老年代區(qū)數(shù)，1024個=24(新生代)+7(幸存者)+993(老年代)坐搔，對應(yīng)的內(nèi)存容量也是這樣1024m=24m(新生代)+7m(幸存者)+993m(老年代)
   =24(新生代)+7(幸存者)+993(老年代)藏研。
2. SerialGC 比較適合在cup比較少的場合，性能往往最好概行。
3. ParNewGC大概就是在串行的基礎(chǔ)上多線程化蠢挡。
4. ParallelGC和parnew類似，但是Parallelgc更關(guān)注系統(tǒng)的吞吐凳忙，可以根據(jù)吞吐與停頓時間自動調(diào)節(jié)新生代业踏、老年代的使用比例。
5. 與ParallelGC不同的是ConcMarkSweepGC主要關(guān)注系統(tǒng)停頓涧卵，是一個多線程并行垃圾回收的老年代垃圾回收器勤家，新生代只能與ParNew組合。

串行垃圾回收器柳恐、parallel伐脖、cms垃圾回收器新生代，老年代乐设、from讼庇、to的比例：

SerialGC 新生代:老年代 = eden:from:to =
ParallelGC 新生代:老年代 = eden:from:to = 比例可自動調(diào)節(jié)
ConcMarkSweepGC 新生代:老年代 = eden:from:to =

4、（5分）使用JVM參數(shù)-server -Xms10m -Xmx10m啟動如下程序伤提，是否會出現(xiàn)內(nèi)存溢出或垃圾回收失敗巫俺，為什么？

public static class User{
        public int id =0 ;
        public String name ="";
    }
    public static void alloc(){
        User user = new User();
        user.id=5;
        user.name="manheiba";
    }
    public static void main(String[] args) {
        long b = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            alloc();
        }
        long e = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(e-b);
    }

答：不會出現(xiàn)內(nèi)存溢出肿男，因為alloc方法內(nèi)創(chuàng)建的對象會在棧上分配介汹，棧上分配是java虛擬機的一項優(yōu)化技術(shù)，它的基本思想是舶沛，對于那些線程私有的對象（這里指不可能被其他線程訪問的對象）嘹承，可以將他們打散分配在棧上，而不是分配在堆上如庭。棧上分配的好處是可以再函數(shù)調(diào)用結(jié)束后自行銷毀叹卷，而不需要垃圾回收器的介入，從而提高系統(tǒng)的性能坪它。對于大量在循環(huán)中創(chuàng)建對象的的服務(wù)器可以開啟棧上分配從而提升系統(tǒng)性能骤竹。棧上分配需要在-server模式下開啟內(nèi)存逃逸分析和標量替換，這兩個參數(shù)默認是打開的往毡。
上面代碼中蒙揣，循環(huán)alloc()方法，在alloc方法中創(chuàng)建對象开瞭，創(chuàng)建的user對象并alloc方法外其他對象引用懒震，java虛擬機會判定user對象不會逃逸，可以棧上分配嗤详，隨著alloc方法執(zhí)行結(jié)束user對象就會被垃圾回收个扰，對象回收的過程不需要垃圾回收器的介入，也不會出現(xiàn)內(nèi)存溢出的情況葱色。

5递宅、（10分）簡述如何觸發(fā)永久代溢出、棧溢出苍狰、java堆溢出恐锣、直接內(nèi)存溢出、創(chuàng)建本地線程溢出以及解決辦法舞痰？

答：

1. 永久帶是存放class的區(qū)域土榴，可以通過cglib或者asm動態(tài)不停創(chuàng)建class讓永久帶溢出。
2. 棧上存放棧幀信息响牛，可以通過方法的無限遞歸調(diào)用玷禽，讓棧幀上方法無限增加導(dǎo)致棧溢出。
3. Java堆溢出：簡單來說循環(huán)中不停創(chuàng)建不被回收的內(nèi)存對象即可導(dǎo)致堆的溢出呀打。
4. 直接內(nèi)存溢出：可以循環(huán)分配直接內(nèi)存 造成直接內(nèi)存溢出矢赁。

6、（5分）簡述類加載器雙親委派模式贬丛？

答：在類加載的時候撩银，系統(tǒng)會判斷當前類是否已經(jīng)加載，如果已經(jīng)被加載豺憔，就會直接返回可用的類额获，否則就會嘗試加載够庙，在嘗試加載時，會先請求雙親處理抄邀，如果雙親請求失敗耘眨，則會自己加載。自定義類加載器的雙親是應(yīng)用類加載器境肾，應(yīng)用類加載器的雙親是擴展類加載器剔难，擴展類加載器的雙親是啟動類加載器。

7奥喻、（10分）簡述解釋執(zhí)行器偶宫、即時編譯器（JIT）在java程序執(zhí)行時的工作流程，為什么有時候Java方法執(zhí)行的比C快 环鲤？

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答：如上圖所示纯趋，class字節(jié)碼會被JVM最后翻譯為計算機可以看懂的機器碼在CUP中運行，這個過程由“解釋執(zhí)行器”進行解釋執(zhí)行楔绞。HotSpot通過循環(huán)回邊計數(shù)器統(tǒng)計熱點方法结闸，即時編譯器會根據(jù)JVM進程的運行時信息（profiler、hprof）進行“編譯優(yōu)化”酒朵，接著把“編譯優(yōu)化”后的熱點方法放在codeCache中桦锄，Java8中默認開啟了分層編譯，方法調(diào)用1500次以下解釋執(zhí)行蔫耽，達到1500次調(diào)用時候調(diào)C1編譯器结耀，達到10000次時調(diào)C2編譯器。C1匙铡、C2編譯后的機器碼執(zhí)行效率更高图甜。通常C2代碼的執(zhí)行效率要比C1高出30%以上。
解釋執(zhí)行相當于同聲傳譯鳖眼，你說一句我翻一句給觀眾(CPU)聽黑毅。JIT是線下翻譯，可以花時間精簡掉你的口語話表達(做編譯優(yōu)化)钦讳。相對比C程序矿瘦， 執(zhí)行java程序時，cpu拿到的是C1愿卒、C2編譯優(yōu)化后的機器碼直接執(zhí)行缚去，所以執(zhí)行效率更快一些。

8琼开、（10分）簡述如下JVM參數(shù)含義：

-XX:+PrintHeapAtGC 打印垃圾回收時的堆信息
-XX:+PrintGCTimeStamps gclog中輸出gc發(fā)生時間
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 打印GC停頓時間
-Xloggc 指定gclog的文件位置
-XX:HeapDumpPath 指定導(dǎo)出堆文件的文件路徑
-verbose:class 跟蹤類的加載和卸載
-XX:+PrintCommandLineFlags 打印虛擬機顯式和隱式參數(shù)
-Xms 設(shè)置初始堆大小
-Xmx 設(shè)置最大堆大小
-Xmn 設(shè)置新生代大小
-XX:SurvivorRatio 設(shè)置eden/from的比例
-XX:MaxPermSize java7下設(shè)置永久代大小
-XX:MaxDirectMemorySize 設(shè)置直接內(nèi)存大小
–server 設(shè)置為server模式
-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用cms垃圾回收器
-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction 出發(fā)老年代垃圾回收內(nèi)存占比
-XX:MaxGCPauseMillis 預(yù)期gc停頓時間
-XX:+UseG1GC 使用G1垃圾回收器

9易结、（5分）簡述說明如何寫Java程序來證明STW（Stop-the-world）的這一特性？

答案：編寫java程序，開啟gclog搞动，把jmx設(shè)置的盡量大一些（2G以上躏精，為了讓垃圾收集的時間長一些），選擇串行垃圾回收器滋尉。
在java程序中運行兩個線程：
線程1不斷像HashMap中增加鍵值內(nèi)容玉控，直到老年代打滿的時候進行map.clear()操作飞主。
線程2設(shè)置每隔100ms像控制臺輸出時間戳日志狮惜。
當?shù)诰€程1進行map.clear()后觀察gclog，在gc日志中我們看到了fullgc日志碌识，以及停頓時間碾篡。我們發(fā)現(xiàn)，這時候線程2的日志打印的時間戳間隔變長了筏餐，由100毫秒的停頓變成了幾百毫秒的停頓开泽，這個幾百毫秒的停頓與gc日志中的fullgc停頓恰好相符，就是大名鼎鼎的Stop-the-world魁瞪。在STW發(fā)生時穆律，幾乎所有線程掛起，程序像hung死一樣导俘。

10峦耘、（20分）上機題，打開vmware虛擬機旅薄，使用appuser用戶登錄, 密碼： ********辅髓，執(zhí)行腳本./TestStarter.sh
（1）解決啟動時候的報錯，請把調(diào)整后的JVM參數(shù)寫到答題紙上少梁。
（2）成功啟動程序后洛口，結(jié)合linux系統(tǒng)工具、JVM工具分析當前程序中的存在問題及可能的性能瓶頸凯沪。

答：一共5個問題第焰，該題主要是考察結(jié)合工具分析jvm相關(guān)問題，綜合應(yīng)用top妨马、vmstat挺举、iostat、pidstat身笤、jps豹悬、jstat、jinfo液荸、jmap瞻佛、jhat、jstack、jcmd伤柄、hprof绊困、mat、arthas等工具發(fā)現(xiàn)相關(guān)性能問題适刀。(該試題app后面放到github上)
問題1：棾永剩空間不夠。 //增加-xss大小讓程序正常啟動笔喉。
問題2：類加載器造成的死鎖取视。 //使用jstack 觀察線程wait
問題3：存在高cpu線程。 //arthas dashboard觀察高cup線程常挚，jad查看高cpu方法作谭；或者使用查看比較高的線程id轉(zhuǎn)換16進制之后再jstack導(dǎo)出的棧文件中查找導(dǎo)致cpu過高的線程。
問題4：存在大HashMap沒有被正常垃圾回收引發(fā)fullgc的情況奄毡。//使用mat進行分析折欠。
問題5：存在3個線程死鎖問題。 // Jstack -l 查看死鎖