有代碼的地方，就有江湖。

程序員，就是“一人，一鍵，二機”行走其間的孤獨劍客。在江湖中狂蕩，必然要練就絕世武功，則需要內(nèi)外兼?zhèn)?#xff1a;精妙的招式，加之深厚的內(nèi)功。武功的基礎(chǔ)是內(nèi)功，一個內(nèi)功低的人招式再奇妙，也打不過一個內(nèi)功深厚之人。同樣兩者也是相輔相成，內(nèi)功深厚，原來的一招一式威力也會倍增。

對于開發(fā)者來說，其道理也是一樣。流行的框架越來越多，封裝也越來越完善，各種框架可以搞定一切。

初級程序員只要熟悉基本的使用方法，幾乎不用關(guān)注底層的實現(xiàn)，便可以快速地開發(fā)上線。

但對于想要進階的你來說，更要注重內(nèi)功，比如算法、設(shè)計模式、底層原理等等。只有把基礎(chǔ)打扎實，才能知其然知其所以然，出現(xiàn)Bug能快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)。

作者鄭雨迪在Java虛擬機性能優(yōu)化方面有著多年的研究，深知JVM是內(nèi)功心法很重要的一塊。上線出現(xiàn)性能問題，JVM調(diào)優(yōu)更是不可回避的事情。但又因Java虛擬機封裝得太好，讓我們幾乎感覺不到它的存在，可學(xué)習(xí)Java虛擬機對于高級程序員來說，其重要性是不言而喻的。

我司在面試高級開發(fā)的時候，JVM相關(guān)知識也必定是考核的標準之一。

下面這篇文章集錦了阿里、美團、Oracle等大廠的JVM考點，你看看是否會能答得上來？

為什么Java被稱作是“平臺無關(guān)的編程語言”？

Java代碼是怎么運行的？

Java虛擬機是如何加載Java類的？

如何監(jiān)控和診斷JVM堆內(nèi)和堆外內(nèi)存使用？

如何理解JVM內(nèi)置的編譯或GC日志？

JVM的永久代中會發(fā)生垃圾回收么？

Java中的兩種異常類型是什么？他們有什么區(qū)別？

JVM是如何實現(xiàn)同步的？

Java內(nèi)在模型是什么？

即時編譯器有哪些優(yōu)化？在什么情況下重復(fù)讀寫操作會被優(yōu)化？

什么樣的垃圾才被回收？什么時候會導(dǎo)致垃圾回收？

如何利用字節(jié)碼注入為已有代碼加料？

……

根據(jù)鄭雨迪專欄《深入拆解Java虛擬機》的內(nèi)容，我挑選了幾個問題進行解答，希望能對大家面試起到幫助。順便提一句，《深入拆解Java虛擬機》已有 2.6 w+訂閱，今天也有特惠活動。

畫外音：

特意向極客時間運營小姐姐申請了福利，《深入拆解Java虛擬機》限時優(yōu)惠79，原價99，僅限今天一天，有興趣的可以拉到后面。

1、Java代碼是怎么運行的？

這個問題可以分三塊來回答：

• 為什么Java要在虛擬機里運行？

• Java虛擬機具體是怎樣運行Java字節(jié)碼的？

• Java虛擬機的運行效率究竟是怎么樣的？

Java之所以要在虛擬機中運行，是因為它提供了可移植性。一旦Java代碼被編譯為Java字節(jié)碼，便可以在不同平臺上的Java虛擬機實現(xiàn)上運行。此外，虛擬機還提供了一個代碼托管的環(huán)境，代替我們處理部分冗長而且容易出錯的事務(wù)，例如內(nèi)存管理。

Java虛擬機將運行時內(nèi)存區(qū)域劃分為五個部分，分別為方法區(qū)、堆、PC寄存器、Java方法棧和本地方法棧。Java程序編譯而成的class文件，需要先加載至方法區(qū)中，方能在Java虛擬機中運行。

為了提高運行效率，標準JDK中的HotSpot虛擬機采用的是一種混合執(zhí)行的策略。首先，它會解釋執(zhí)行Java字節(jié)碼，然后會將其中反復(fù)執(zhí)行的熱點代碼，以方法為單位進行即時編譯，翻譯成機器碼后直接運行在底層硬件之上。HotSpot裝載了多個不同的即時編譯器，以便在編譯時間和生成代碼的執(zhí)行效率之間做取舍。

畫外音：

參考《深入拆解Java虛擬機》的文章：「Java代碼是怎么運行的？」

2、Java虛擬機是如何加載Java類的?

Java虛擬機將字節(jié)流轉(zhuǎn)化為Java類的過程，可分為加載、鏈接以及初始化三大步驟。也可以用蓋房子來類比Java虛擬機中的類加載。

• 加載是指查找字節(jié)流，并且據(jù)此創(chuàng)建類的過程。以蓋房子為例，村里的Tony要蓋個房子，那么按照流程他得先找個建筑師，跟他說想要設(shè)計一個房型，比如說“一房、一廳、四衛(wèi)”。這里的房型相當于類，而建筑師，就相當于類加載器。村里有許多建筑師，他們等級森嚴，但有著共同的祖師爺，叫啟動類加載器（boot class loader）。

加載需要借助類加載器，在Java虛擬機中，類加載器使用了雙親委派模型，即接收到加載請求時，會先將請求轉(zhuǎn)發(fā)給父類加載器。

• 鏈接，是指將創(chuàng)建成的類合并至Java虛擬機中，使之能夠執(zhí)行的過程。鏈接還分驗證、準備和解析三個階段。其中，解析階段為非必須的。

• 初始化，則是為標記為常量值的字段賦值，以及執(zhí)行<clinit>方法的過程。類的初始化僅會被執(zhí)行一次，這個特性被用來實現(xiàn)單例的延遲初始化。這放在我們蓋房子的例子中就是，只有當房子裝修過后，Tony才能真正地住進去。

3、異常捕獲是如何實現(xiàn)的？

在編譯生成的Java字節(jié)碼中，每個方法都附帶一個異常表。異常表中的每一行均定義了一條異常執(zhí)行路徑，其中包括規(guī)定捕獲范圍的起始字節(jié)碼索引、終止（不包含）字節(jié)碼索引，異常處理代碼的起始字節(jié)碼索引，以及所捕獲的異常類型。

當程序觸發(fā)異常時，JVM會從上至下遍歷異常表中的所有條目。當觸發(fā)異常的字節(jié)碼的索引值在某行異常表條目的捕獲范圍內(nèi)，JVM會判斷所拋出的異常和該條目想要捕獲的異常是否匹配。如果匹配，JVM會將控制流轉(zhuǎn)移至該條目所指向的異常處理代碼。

上述異常捕獲機制還被用于finally從句的實現(xiàn)。通常，Java程序的編譯器javac會復(fù)制多份finally代碼塊，放置于生成的Java字節(jié)碼之中，然后通過生成多行異常表條目，來實現(xiàn)完整的finally邏輯。

畫外音：

這個問題可以看下《深入拆解Java虛擬機》的「JVM是如何處理異常的？」，有做更加詳細的講解。

4、垃圾回收的基礎(chǔ)思想是什么？

目前JVM的主流垃圾回收器采取的都是可達性分析算法。該算法的實質(zhì)是將一系列被稱為GC Roots的對象作為初始的存活對象合集，然后從該合集出發(fā)探索所有能夠被該集合引用到的對象，并標記為存活對象。當標記階段結(jié)束之后，未被標記到的對象便是可以清除的。

傳統(tǒng)的垃圾回收算法在標記、清除過程中需要中止其他應(yīng)用線程，即所謂的Stop-The-World。新型的垃圾回收算法，如CMS、G1以及ZGC，盡可能地實現(xiàn)并發(fā)標記、清除，從而讓Stop-The-World的時間長度可控。

垃圾回收的另一基礎(chǔ)思想則是分代回收。JVM會將新生成的對象劃為新生代，而將在多次垃圾回收中存活下來的對象劃為老年代。JVM會為不同的分代設(shè)置不同的回收算法，從而達到新生代多收集、快收集，老年代少收集、全收集的目標。

畫外音：

這里可以看下《深入拆解Java虛擬機》的「 垃圾回收（上）」這篇文章，有做更加詳細的講解。

5、JVM垃圾回收算法

• 標記-清除算法：首先標記出所有需要回收的對象，在標記完成后統(tǒng)一回收所有被標記的對象。

  
  

• 復(fù)制算法：將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當一塊內(nèi)存用完了，將還存另外一塊上面，然后在把已使用過的內(nèi)存空間一次清理掉。

  
  

• 標記-整理算法：標記過程與“標記-清除”算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對可回收對象進行清理，而是讓所一端移動，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。

  
  

• 分代收集算法：一般是把Java堆分為新生代和老年代，根據(jù)各個年代的特點采用最適當?shù)氖占惴āＰ律及l(fā)現(xiàn)有大批對象死去，選用復(fù)制算法。老年代中因為對象存活率高，必須使用“標記-清理”或“標記-整理”算法來進行回收。

……更多精彩JVM講解，推薦訂閱他的專欄《深入拆解Java虛擬機》，手把手帶你掌握JVM，打通Java最底層。

先簡單介紹下作者：鄭雨迪， Oracle Labs 高級研究員，主要負責(zé)研究如何通過程序分析技術(shù)以及動態(tài)編譯技術(shù)讓程序語言跑得更快。他也是 Graal 編譯器的核心開發(fā)者之一，同時在為 HotSpot 虛擬機項目“添磚加瓦”。

可以說，在JVM領(lǐng)域，雨迪確實有著極深的研究經(jīng)驗，這樣子的牛人能出來開課，真的是難得。

《深入拆解Java虛擬機》這個專欄訂閱量一直穩(wěn)居極客時間 top 5，現(xiàn)在已經(jīng) 2.6 w+訂閱。

雨迪從底層出發(fā)，通過揭秘 Java 虛擬機的工作原理及運行機制，掌握診斷手法和題調(diào)優(yōu)方式。通過這個專欄的學(xué)習(xí)，你將了解如何編寫高效的代碼，如何對 Bug 達到最優(yōu)處理，以及如何針對自己的應(yīng)用調(diào)整虛擬機的運營參數(shù)。

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這個專欄除了內(nèi)容硬核外，互動和反饋也是非常吸引人的兩個點。換句接地氣的話說：“就是找到組織的感覺”。

1、每篇文章作者都會留下一個思考題，幫助大家更好吸收知識。

舉個例子，在「第 6 篇 | JVM 是如何處理異常的？」中，作者講解了 Java 虛擬機異常處理的機制，并留下了思考題：

2、在留言區(qū)，你能看到大家各種各樣的解題思路，其中有的你可能會意想不到，可以說，在留言區(qū)你也能學(xué)到很多。鄭雨迪也會留言回復(fù)，解答大家提出的問題，或者給予及時反饋。

下面給大家截了部分讀者評價，你可以參考。

可以點擊看大圖

再強調(diào)一遍，《深入拆解Java虛擬機》僅限今天優(yōu)惠 79，已有超過 2.5 w人加入學(xué)習(xí)，想認真進階 Java 的同學(xué)，請抓緊搭上這趟福利車。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何应对阿里、美团、Oracle等大厂的面试刁难？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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