Update JVM 面试题.md

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- ##  jvm 的主要组成部分及其作用
+ ##  JVM 的主要组成部分及其作用
 
 - 类加载器（ClassLoader）
 - 运行时数据区（Runtime Data Area）
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 组件的作用： 首先通过类加载器（ClassLoader）会加载类文件到内存，Class loader只管加载，只要符合文件结构就加载。运行时数据区（Runtime Data Area)是jvm的重点，我们所有所写的程序都被加载到这里，之后才开始运行。而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来融合不同的语言为java所用,从而实现整个程序的功能。
 
-##  jvm 运行时数据区
+##  JVM 运行时数据区⭐
 
 - 程序计数器
 
   指向当前线程执行的字节码指令的地址（ 行号 ）。 这样做的**用处是多线程操作时， 挂起的线程在重新激活后能够知道上次执行的位置。**
 
 - 虚拟机栈
 
-   存储当前线程执行方法时所需要的数据，指令，返回地址。因此一个线程独享一块虚拟机栈 ，栈中内存的单位是栈帧。 每个栈帧中都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息。
+  存储当前线程执行方法时所需要的数据，指令，返回地址。因此一个线程独享一块虚拟机栈 ，栈中内存的单位是栈帧。 每个栈帧中都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息。
 
 - 本地方法栈
 
-   本地方法栈为虚拟机使用到的 Native 方法服务。 
+  本地方法栈为虚拟机使用到的 Native 方法服务。 
 
 - 堆
 
-   详见堆内存模型。
+  唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。 详见堆内存模型。
 
 - 方法区
 
-   用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。方法区是一个 JVM 规范，永久代与元空间都是其一种实现方式。 
+  用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。方法区是一个 JVM 规范，永久代与元空间都是其一种实现方式。 
 
 ###  堆
 
 堆内存模型：
 
-![image-20200227234850635](https://github.com/lvminghui/Java-Notes/blob/master/docs/imgs/JVM.png)
+![image-20200227234850635](C:\Users\吕明辉\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20200227234850635.png)
 
  **此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。** 
 
 ## 堆和栈的区别
 
 1. 栈内存存储的是局部变量而堆内存存储的是实体；
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 2. 栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；
+3. 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。、
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+### 分代回收
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+HotSpot JVM把年轻代分为了三部分：1个Eden区和2个Survivor区（分别叫from和to）。一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区(一些大对象特殊处理),这些对象经过第一次Minor GC后，如果仍然存活，将会被移到Survivor区。对象在Survivor区中每熬过一次Minor GC，年龄就会增加1岁，当它的年龄增加到一定程度时，就会被移动到年老代中。
+
+因为年轻代中的对象基本都是朝生夕死的，所以在年轻代的垃圾回收算法使用的是复制算法，复制算法的基本思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块上面。复制算法不会产生内存碎片。
 
-3. 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。
+在GC开始的时候，对象只会存在于Eden区和名为“From”的Survivor区，Survivor区“To”是空的。紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到“To”，而在“From”区中，仍存活的对象会根据他们的年龄值来决定去向。年龄达到一定值(年龄阈值，可以通过-XX:MaxTenuringThreshold来设置)的对象会被移动到年老代中，没有达到阈值的对象会被复制到“To”区域。经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空。这个时候，“From”和“To”会交换他们的角色，也就是新的“To”就是上次GC前的“From”，新的“From”就是上次GC前的“To”。不管怎样，都会保证名为To的Survivor区域是空的。Minor GC会一直重复这样的过程，直到“To”区被填满，“To”区被填满之后，会将所有对象移动到年老代中。
 
-##  什么是双亲委派模型？
+##  什么是双亲委派模型？⭐
 
-如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载无法完成加载请求（它的搜索范围中没找到所需的类）时，子加载器才会尝试去加载类。 
+双亲委派的意思是如果一个类加载器需要加载类，那么首先它会把这个类请求委派给父类加载器去完成，每一层都是如此。一直递归到顶层，当父加载器无法完成这个请求时，子类才会尝试去加载。 
+
+## 双亲委派机制的作用
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+1、防止重复加载同一个`.class`。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。
+2、保证核心`.class`不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心`.class`，不同的加载器加载同一个`.class`也不是同一个`Class`对象。这样保证了`Class`执行安全。
 
 ## 对象的创建过程？
 
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 - 弱引用
 - 虚引用
 
- ##  jvm 有哪些垃圾回收算法
+## 常见的垃圾回收机制⭐
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+1. 引用计数法：引用计数法是一种简单但速度很慢的垃圾回收技术。每个对象都含有一个引用计数器,当有引用连接至对象时,引用计数加1。当引用离开作用域或被置为null时,引用计数减1。虽然管理引用计数的开销不大,但这项开销在整个程序生命周期中将持续发生。垃圾回收器会在含有全部对象的列表上遍历,当发现某个对象引用计数为0时,就释放其占用的空间。
+2. 可达性分析算法：这个算法的基本思路就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（用图论的话来说，就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。
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+ ##  jvm 有哪些垃圾回收算法⭐
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+- 停止-复制：先暂停程序的运行,然后将所有存活的对象从当前堆复制到另一个堆,没有被复制的对象全部都是垃圾。当对象被复制到新堆时,它们是一个挨着一个的,所以新堆保持紧凑排列,然后就可以按前述方法简单,直接的分配了。缺点是一浪费空间,两个堆之间要来回倒腾,二是当程序进入稳定态时,可能只会产生极少的垃圾,甚至不产生垃圾,尽管如此,复制式回收器仍会将所有内存自一处复制到另一处。
+- 标记-清除：同样是从堆栈和静态存储区出发,遍历所有的引用,进而找出所有存活的对象。每当它找到一个存活的对象,就会给对象一个标记,这个过程中不会回收任何对象。只有全部标记工作完成的时候,清理动作才会开始。在清理过程中,没有标记的对象会被释放,不会发生任何复制动作。所以剩下的堆空间是不连续的,垃圾回收器如果要希望得到连续空间的话,就得重新整理剩下的对象。
+- 标记-整理：它的第一个阶段与标记/清除算法是一模一样的，均是遍历GC Roots，然后将存活的对象标记。移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。因此，第二阶段才称为整理阶段。
+- 分代收集算法：把Java堆分为新生代和老年代，然后根据各个年代的特点采用最合适的收集算法。新生代中，对象的存活率比较低，所以选用复制算法，老年代中对象存活率高且没有额外空间对它进行分配担保，所以使用“标记-清除”或“标记-整理”算法进行回收。
+
+### Minor GC和Full GC触发条件⭐
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+- Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。
+- Full GC触发条件：
+  1. 调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行
+  2. 老年代空间不足
+  3. 方法区空间不足
+  4. 通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
+  5. 由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小
+
+### GC中Stop the world（STW）⭐
+
+在执行垃圾收集算法时，Java应用程序的其他所有除了垃圾收集收集器线程之外的线程都被挂起。此时，系统只能允许GC线程进行运行，其他线程则会全部暂停，等待GC线程执行完毕后才能再次运行。这些工作都是由虚拟机在后台自动发起和自动完成的，是在用户不可见的情况下把用户正常工作的线程全部停下来，这对于很多的应用程序，尤其是那些对于实时性要求很高的程序来说是难以接受的。
+
+但不是说GC必须STW,你也可以选择降低运行速度但是可以并发执行的收集算法，这取决于你的业务。
+
+### 哪些对象可以作为GC Roots
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+1. 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。
+2. 方法区中类静态属性引用的对象。
+3. 方法区中常量引用的对象。
+4. 本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。
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+### JVM锁优化和膨胀过程⭐
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+1. 自旋锁：自旋锁其实就是在拿锁时发现已经有线程拿了锁，自己如果去拿会阻塞自己，这个时候会选择进行一次忙循环尝试。也就是不停循环看是否能等到上个线程自己释放锁。自适应自旋锁指的是例如第一次设置最多自旋10次，结果在自旋的过程中成功获得了锁，那么下一次就可以设置成最多自旋20次。
+2. 锁粗化：虚拟机通过适当扩大加锁的范围以避免频繁的拿锁释放锁的过程。
+3. 锁消除：通过逃逸分析发现其实根本就没有别的线程产生竞争的可能（别的线程没有临界量的引用），或者同步块内进行的是原子操作，而“自作多情”地给自己加上了锁。有可能虚拟机会直接去掉这个锁。
+4. 偏向锁：在大多数的情况下，锁不仅不存在多线程的竞争，而且总是由同一个线程获得。因此为了让线程获得锁的代价更低引入了偏向锁的概念。偏向锁的意思是如果一个线程获得了一个偏向锁，如果在接下来的一段时间中没有其他线程来竞争锁，那么持有偏向锁的线程再次进入或者退出同一个同步代码块，不需要再次进行抢占锁和释放锁的操作。
+5. 轻量级锁：当存在超过一个线程在竞争同一个同步代码块时，会发生偏向锁的撤销。当前线程会尝试使用CAS来获取锁，当自旋超过指定次数(可以自定义)时仍然无法获得锁，此时锁会膨胀升级为重量级锁。
+6. 重量级锁：重量级锁依赖对象内部的monitor锁来实现，而monitor又依赖操作系统的MutexLock（互斥锁）。当系统检查到是重量级锁之后，会把等待想要获取锁的线程阻塞，被阻塞的线程不会消耗CPU，但是阻塞或者唤醒一个线程，都需要通过操作系统来实现。
+
 
-- 标记-清除算法
-- 标记-整理算法
-- 复制算法
-- 分代算法
 
  ## jvm 有哪些垃圾回收器？
 
@@ -128,12 +180,30 @@
 
 
 
- ## 详细介绍一下 CMS 垃圾回收器
+ ## 详细介绍一下 CMS 垃圾回收器⭐
 
 CMS 是英文 Concurrent Mark-Sweep 的简称，是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。在启动 JVM 的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用 CMS 垃圾回收器。
 
 CMS 使用的是标记-清除的算法实现的，所以在 gc 的时候回产生大量的内存碎片，当剩余内存不能满足程序运行要求时，系统将会出现 Concurrent Mode Failure，临时 CMS 会采用 Serial Old 回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被降低。
 
+### G1和CMS的比较
+
+1. CMS收集器是获取最短回收停顿时间为目标的收集器，因为CMS工作时，GC工作线程与用户线程可以并发执行，以此来达到降低手机停顿时间的目的（只有初始标记和重新标记会STW）。但是CMS收集器对CPU资源非常敏感。在并发阶段，虽然不会导致用户线程停顿，但是会占用CPU资源而导致引用程序变慢，总吞吐量下降。
+2. CMS仅作用于老年代，是基于标记清除算法，所以清理的过程中会有大量的空间碎片。
+3. CMS收集器无法处理浮动垃圾，由于CMS并发清理阶段用户线程还在运行，伴随程序的运行自热会有新的垃圾不断产生，这一部分垃圾出现在标记过程之后，CMS无法在本次收集中处理它们，只好留待下一次GC时将其清理掉。
+4. G1是一款面向服务端应用的垃圾收集器，适用于多核处理器、大内存容量的服务端系统。G1能充分利用CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个CPU（CPU或者CPU核心）来缩短STW的停顿时间，它满足短时间停顿的同时达到一个高的吞吐量。
+5. 从JDK 9开始，G1成为默认的垃圾回收器。当应用有以下任何一种特性时非常适合用G1：Full GC持续时间太长或者太频繁；对象的创建速率和存活率变动很大；应用不希望停顿时间长(长于0.5s甚至1s)。
+6. G1将空间划分成很多块（Region），然后他们各自进行回收。堆比较大的时候可以采用，采用复制算法，碎片化问题不严重。整体上看属于标记整理算法,局部(region之间)属于复制算法。
+7. G1 需要记忆集 (具体来说是卡表)来记录新生代和老年代之间的引用关系，这种数据结构在 G1 中需要占用大量的内存，可能达到整个堆内存容量的 20% 甚至更多。而且 G1 中维护记忆集的成本较高，带来了更高的执行负载，影响效率。所以 CMS 在小内存应用上的表现要优于 G1，而大内存应用上 G1 更有优势，大小内存的界限是6GB到8GB。
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+### i++操作的字节码指令⭐
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+1. 将int类型常量加载到操作数栈顶
+2. 将int类型数值从操作数栈顶取出，并存储到到局部变量表的第1个Slot中
+3. 将int类型变量从局部变量表的第1个Slot中取出，并放到操作数栈顶
+4. 将局部变量表的第1个Slot中的int类型变量加1
+5. 表示将int类型数值从操作数栈顶取出，并存储到到局部变量表的第1个Slot中，即i中
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 ## 说一下 jvm 调优的工具
 
 JDK 自带了很多监控工具，都位于 JDK 的 bin 目录下，其中最常用的是 jconsole 和 jvisualvm 这两款视图监控工具。
@@ -152,3 +222,17 @@ JDK 自带了很多监控工具，都位于 JDK 的 bin 目录下，其中最常
 - -XX:+UseConcMarkSweepGC：指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器组合；
 - -XX:+PrintGC：开启打印 gc 信息；
 - -XX:+PrintGCDetails：打印 gc 详细信息。
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+## TODO：
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+- CMS GC回收分为哪几个阶段？分别做了什么事情？
+- CMS有哪些重要参数？
+- Concurrent Model Failure和ParNew promotion failed什么情况下会发生？
+- CMS的优缺点？
+- 有做过哪些GC调优？
+- 为什么要划分成年轻代和老年代？
+- 年轻代为什么被划分成eden、survivor区域？
+- 年轻代为什么采用的是复制算法？
+- 老年代为什么采用的是标记清除、标记整理算法
+- 什么情况下使用堆外内存？要注意些什么？
+- 堆外内存如何被回收？
