JVM面试基础

JVM基础面试题

1、对象在内存中的存储布局？（对象与数组的存储不同）

new一个普通对象，存储布局分为：markword、类型指针(class pointer)、实例数据(instance data)、对齐(padding)。
markword占8个字节。
类型指针（new出来的是哪个类）占4个字节。
实例数据（new出来对象的成员变量）没有成员变量就是占0个字节，int(4个字节)，long(8个字节)、boolean(1个字节)。
对齐：如果存储占的字节不能被8整除，对齐将补齐相应字节直至被8整除。

2、Object o = new Object()在内存中占用多少个字节？

markword占8个字节，类型指针占4个字节，实例数据占0个字节，一共12个字节，不能被8整除，所以对齐补上4个字节，一共16个字节。

3、对象头具体包括什么？

包括8个字节的markword以及4个字节的class pointer。
markword又包括三大信息：1.锁信息 2.hashcode 3.GC信息。

4、对象怎么定位？

定位方法分为直接定位(直接指针)以及间接定位(句柄方式)，现在的JVM基本都是采用的直接指针方式。

句柄定位的优缺点：

优点：Java栈里的变量存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动(垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为)的时候只会改变句柄中的实例数据指针，而变量本身不需要改变(对象移动，变量地址不用变)。
缺点：增加了一次指针定位的时间开销。

直接指针的优缺点：

优点：节省了一次指针定位的开销。
缺点：在对象被移动的时候变量本身地址需要跟着修改。

5、对象怎么分配(栈上-线程本地-Eden-Old)

对象多少次经过安全区后进入老年代？默认的使用的PN+PO是15次，CMS是6次。

首先尝试在栈上分配，栈上分配有两个标准需要满足：①逃逸分析 ②标量替换，栈只有256个字节，所以还需要小对象，大对象之间进入老年代，然后被全栈回收(FGC)。栈上分配的对象会随着方法的结束栈帧弹出而消亡，无需GC处理。
如果不满足栈上分配也不满足大对象，优先使用线程本地分配缓冲区(Thread Local Allocation Buff)。在Eden区中，由于空间是线程共享，会导致多个线程同时去竞争Eden区中位置而降低效率。为了减少这种情况，每个线程会在Eden区中获取一块私有空间，线程上的私有小对象会优先分配到这里，避免多个线程同时竞争一个位置，提高效率。TLAB也是位于Eden区中。
线程本地分配缓冲区失败就会分配到新生代中的Eden区中
之后如果被GC清理掉，则对象消亡，如果没有清理掉，则进入S₁区，再次经过一次垃圾回收，清理掉则对象消亡，未清理掉则对象年龄足够进入老年代之后全栈回收，年龄不够则进入S₂区如此循环往复。

6、简单解释对象的创建过程？(半初始化)

一个Java对象的创建过程往往包括类初始化和类实例化两个阶段
简单分为三个步骤：

实例变量初始化:new一个对象，如果对象有成员变量，先给成员变量赋初始值，如int就是0，boolean即使false,引用类型就是null(先clinit一下)。

invoke special：调用对象构造方法设初始值

astore_1:建立关联

7、DCL单例模式(Double Check Lock)到底需不需要volatile?

DCL是在创建一个线程安全的单例模式广泛是使用的双重检查结构。代码如下：

private static volatile INSTANCE;
private test() {
}
public static Test getInstance() {
    //双重检查
    if (Objects.isNull(INSTANCE)) { // Double Check Lock
        synchronized (Test.class) {
            if (Objects.isNull(INSTANCE)) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printstacktrace();
                }
                INSTANCE = new test();
            }
        }
    }
    return INSTANCE;
}

volatile的内存语义：

当写一个volatile变量时，JMM(Java内存模型)会把该线程对应的本地内存中的共享变量值立即刷新回主内中
当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存设置为无效，直接从主内存中读取共享变量
所以volatile的写内存语义是直接刷新到主内存中，读的内存语义是直接从主内存中读取

DCL单例模式(Double Check Lock)到底需不需要volatile?答案是需要的，因为cpu会出现指令重排序的现象，从上述代码可以看到，如果没有加volatile关键字的话，那么在锁内代码中，可能第一个进来的线程发生指令重排序现象，首先执行

INSTANCE = new test();

并且与变量进行链接，那么变量INSTANCE还未执行构造方法，并未被赋值，所以之后的线程在第一重判断中INSTANCE！=null直接返回半初始化的对象，出现并发，违背了单例模式的概念。所以在DCL模式中需要给单例对象加上volatile关键字，它的特性之一就是禁止指令重排序。

8、为什么hotspot不适用C++对象来代表java对象？

因为C++对象有一个virtual table 这个是java对象所不需要也没有的。会占用内存。

9、Class对象是在堆还是在方法区？

C++对象在方法区，Java对象在堆。