1、什么是JVM

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。 JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码）,就可以在多种平台上不加修改地运行。JVM在执行字节码时，实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

2、JRE/JDK/JVM是什么关系

JRE(JavaRuntimeEnvironment，Java运行环境)，也就是Java平台。所有的Java 程序都要在JRE下才能运行。普通用户只需要运行已开发好的java程序，安装JRE即可。

JDK(Java Development Kit)是程序开发者用来来编译、调试java程序用的开发工具包。JDK的工具也是Java程序，也需要JRE才能运行。为了保持JDK的独立性和完整性，在JDK的安装过程中，JRE也是 安装的一部分。所以，在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录，用于存放JRE文件。

JVM(JavaVirtualMachine，Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关，实现跨平台。

3、如何将类加载到jvm

class文件是通过类的加载器装载到jvm中的！

Java默认有三种类加载器：启动类加载器、扩展类加载器、应用类加载器、自定义类加载器。

1) Bootstrap ClassLoader：负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类。

2) Extension ClassLoader：负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包。

3) App ClassLoader：负责记载classpath中指定的jar包及目录中class。

4、类加载器的工作过程

1) 当AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。

2) 当ExtClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。

3) 如果BootStrapClassLoader加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用ExtClassLoader来尝试加载。

4) 若ExtClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader来加载。

5) 如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException。

5、类加载详细过程

加载器加载到jvm中，接下来其实又分了好几个步骤：

1)  加载，查找并加载类的二进制数据，在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。

2) 连接，连接又包含三块内容：验证、准备、初始化。

    ① 验证，文件格式、元数据、字节码、符号引用验证。
           ② 准备，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。
           ③ 解析，把类中的符号引用转换为直接引用。

3) 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值。

6、JVM的内存模型

基于jdk1.8画的JVM的内存模型。

1) 堆：存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。

2) 虚拟机栈：虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。

3) 本地方法栈：本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。

4) 方法区：存储已被虚拟机加载的类元数据信息(元空间)。

5) 程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器。

7、GC垃圾回收

GC (Garbage Collection)的基本原理：将内存中不再被使用的对象进行回收，GC中用于回收的方法称为收集器，由于GC需要消耗一些资源和时间，Java在对对象的生命周期特征进行分析后，按照新生代、旧生代的方式来对对象进行收集，以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停

首先，JVM回收的是垃圾，垃圾就是我们程序中已经是不需要的了。垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着，哪些已经“死去”。判断哪些对象“死去”常用有两种方式：

1）引用计数法-->这种难以解决对象之间的循环引用的问题。

2）可达性分析算法-->主流的JVM采用的是这种方式。

8、垃圾收集算法

1）标记-清除算法

“标记-清除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。
       2）复制算法

它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

3）标记-整理算法

复制算法在对象存活率较高时就会进行频繁的复制操作，效率将降低。因此又有了标记-整理算法，标记过程同标记-清除算法，但是在后续步骤不是直接对对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一侧移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

4）分代收集算法

把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

9、类的实例化顺序

1）父类静态成员和静态初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行。

2） 子类静态成员和静态初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行。

3） 父类实例成员和实例初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行。

4） 父类构造方法。

5）子类实例成员和实例初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行。

6）子类构造方法。

10、类加载为什么要使用双亲委派模式，有没有什么场景是打破了这个模式

双亲委托模型的重要用途是为了解决类载入过程中的安全性问题。当一个类收到了类加载请求时，不会自己先去加载这个类，而是将其委派给父类，由父类去加载，如果此时父类不能加载，反馈给子类，由子类去完成类的加载。

1）假设有一个开发者自己编写了一个名为java.lang.Object的类，想借此欺骗JVM。现在他要使用自定义ClassLoader来加载自己编 写的java.lang.Object类。

2）然而幸运的是，双亲委托模型不会让他成功。因为JVM会优先在Bootstrap ClassLoader的路径下找到java.lang.Object类，并载入它

Java的类加载是否一定遵循双亲委托模型？

1）在实际开发中，我们可以通过自定义ClassLoader，并重写父类的loadClass方法，来打破这一机制。

2）SPI就是打破了双亲委托机制的(SPI：服务提供发现)。

 Android中的进程

（1）   native进程：采用C/C++实现，不包含dalvik实例的进程，/system/bin/目录下面的程序文件运行后都是以native进程形式存在的。如图           3，/system/bin/surfaceflinger、/system/bin/rild、procrank等就是native进程。

（2）   java进程：Android中运行于dalvik虚拟机之上的进程。dalvik虚拟机的宿主进程由fork()系统调用创建，所以每一个java进程都是存在于一个native进程中，因此，java进程的内存分配比native进程复杂，因为进程中存在一个虚拟机实例。如图3，Android系统中的应用程序基本都是java进程，如桌面、电话、联系人、状态栏等等。

 Android的 java程序为什么容易出现OOM

这个是因为Android系统对dalvik的vm heapsize作了硬性限制，当java进程申请的java空间超过阈值时，就会抛出OOM异常（这个阈值可以是48M、24M、16M等，视机型而定），可以通过adb shell getprop | grep dalvik.vm.heapsize查看此值。

也就是说，程序发生OMM并不表示RAM不足，而是因为程序申请的java heap对象超过了dalvik vm heapsize。也就是说，在RAM充足的情况下，也可能发生OOM。

这样的设计似乎有些不合理，但是Google为什么这样做呢？这样设计的目的是为了让Android系统能同时让比较多的进程常驻内存，这样程序启动时就不用每次都重新加载到内存，能够给用户更快的响应。迫使每个应用程序使用较小的内存，移动设备非常有限的RAM就能使比较多的app常驻其中。但是有一些大型应用程序是无法忍受vm heapsize的限制的，后面会介绍如何让自己的程序跳出vm heap size的限制。

应用程序如何绕过dalvikvm heapsize的限制

对于一些大型的应用程序（比如游戏），内存使用会比较多，很容易超超出vm heapsize的限制，这时怎么保证程序不会因为OOM而崩溃呢？

（1）、创建子进程

               创建一个新的进程，那么我们就可以把一些对象分配到新进程的heap上了，从而达到一个应用程序使用更多的内存的目的，当然，创建子进程会增加系统开销，而且并不是所有应用程序都适合这样做，视需求而定。

创建子进程的方法：使用android:process标签

（2）、使用jni在native heap上申请空间（推荐使用）

      nativeheap的增长并不受dalvik vm heapsize的限制，从图6可以看出这一点，它的native heap size已经远远超过了dalvik heap size的限制。

只要RAM有剩余空间，程序员可以一直在native heap上申请空间，当然如果 RAM快耗尽，memory killer会杀进程释放RAM。大家使用一些软件时，有时候会闪退，就可能是软件在native层申请了比较多的内存导致的。比如，我就碰到过UC web在浏览内容比较多的网页时闪退，原因就是其native heap增长到比较大的值，占用了大量的RAM，被memory killer杀掉了。

（3）、使用显存（操作系统预留RAM的一部分作为显存）

使用 OpenGL textures 等 API ， texture memory 不受 dalvik vm heapsize 限制，这个我没有实践过。再比如 Android 中的 GraphicBufferAllocator 申请的内存就是显存。

参考博客

浅谈Android内存管理 - lianghe - 博客园 (cnblogs.com)

jvm面试原理_liangshitian的博客-CSDN博客_面试谈jvm原理