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JVM 是 Java 面试中常见的主题之一，以下是一些常见的 JVM 面试问题及其答案：

1. 什么是 JVM？它的主要职责是什么？

答案：

JVM (Java Virtual Machine) 是执行 Java 字节码的虚拟机，屏蔽了底层平台差异。它的主要职责包括加载、解释和执行 Java 字节码，进行内存管理（堆、栈等）、垃圾回收、线程管理等。
JVM 使 Java 实现了跨平台特性，即“一次编写，到处运行”（Write Once, Run Anywhere）。

2. JVM 的内存结构是什么样的？

答案：
JVM 内存主要分为以下几个部分：

堆内存（Heap Memory）：存储所有对象实例和数组。是垃圾回收的主要区域。
方法区（Method Area）：存储已被加载的类信息、常量、静态变量等。JDK 1.8 之前叫永久代，之后称为元空间。
虚拟机栈（Java Stack）：每个线程都有独立的栈，存储局部变量、操作数栈、方法调用信息等。
本地方法栈（Native Method Stack）：为本地方法服务，存储非 Java 代码执行时的调用状态。
程序计数器（PC Register）：记录当前线程正在执行的字节码指令地址。

3. 垃圾回收（GC）是什么？JVM 中垃圾回收的机制是怎样的？

答案：

垃圾回收（GC, Garbage Collection） 是 JVM 自动管理内存的一种机制，用于释放不再使用的对象占用的内存，避免内存泄漏。
GC 的基本原理：通过追踪对象引用的生命周期，自动回收那些不再被任何对象引用的内存。
垃圾回收算法：
- 标记-清除算法：标记所有可达对象，然后清除未标记的对象。
- 标记-整理算法：标记可达对象后，将存活对象整理到内存的一端，便于后续分配。
- 分代收集算法：将内存分为年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation），年轻代中对象生命周期短，老年代中对象生命周期长，分别使用不同的回收算法。

4. 什么是分代垃圾回收机制？

答案：
分代垃圾回收机制是 JVM 的内存回收机制之一，将内存分为年轻代和老年代：

年轻代：新创建的对象首先分配在年轻代。年轻代中的垃圾回收称为Minor GC，发生频繁。
老年代：经过多次 GC 仍存活的对象被移动到老年代。老年代中的垃圾回收称为Major GC 或 Full GC，发生较少，但耗时较多。
永久代/元空间：存储类信息、常量、方法等。JDK 1.8 之后永久代被替换为元空间，位于堆外。

分代机制优化了内存管理，因为大多数对象是短命的，所以年轻代的回收频繁但效率高。

5. 什么是 JIT 编译器？它的作用是什么？

答案：

JIT 编译器（Just-In-Time Compiler）是 JVM 的一种即时编译技术。它在运行时将频繁执行的字节码编译为本地机器码，从而提高程序执行效率。
JIT 编译器的作用是优化字节码的执行性能，将热路径（经常执行的代码）直接转换为机器码，这样可以避免每次解释字节码的开销。

6. 什么是类加载器（ClassLoader）？有哪些类加载器？

答案：

类加载器 是 JVM 中负责将 .class 文件加载到内存中的组件。
常见的类加载器：
- 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：加载 JDK 核心类库，如 java.lang.* 等。
- 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：加载扩展类库（如 lib/ext 目录下的类）。
- 应用类加载器（Application ClassLoader）：加载应用程序的类路径（如 classpath 中的类）。
- 自定义类加载器：开发者可以通过继承 ClassLoader 类来自定义类加载器，实现自定义类的加载机制。

类加载器使用双亲委派模型，子加载器会优先委派父加载器加载类，避免重复加载。

7. 什么是双亲委派模型？它的作用是什么？

答案：

双亲委派模型 是类加载机制中的一种模式。类加载请求会先传递给父类加载器，如果父类加载器不能加载该类，再由当前加载器加载。
作用：
- 保证 Java 核心类（如 java.lang.String）不会被自定义类加载器错误加载，避免重复加载。
- 提高安全性，确保 Java 标准类库的正确加载和执行。

8. 什么是堆内存溢出（OutOfMemoryError: Java Heap Space）？

答案：
堆内存溢出（OOM）是指在 JVM 堆内存不足的情况下，无法为新的对象分配足够的内存，抛出 OutOfMemoryError: Java Heap Space 异常。常见原因包括：

创建了过多的大对象，堆内存不足。
内存泄漏，程序未能正确释放不再需要的对象。

解决方法：

增加 JVM 堆内存大小（通过 -Xmx 参数）。
检查代码是否存在内存泄漏，优化对象的生命周期管理。

9. 如何调优 JVM 性能？

答案：
调优 JVM 性能主要涉及到内存管理和 GC 优化：

调整堆大小：通过 -Xms 和 -Xmx 参数设置最小和最大堆内存大小。
调整年轻代和老年代的比例：通过 -XX:NewRatio 和 -XX:SurvivorRatio 参数调整年轻代和老年代大小比例。
选择合适的垃圾收集器：
- G1 GC：适合大内存低延迟场景。
- CMS GC：并发垃圾收集，适用于低停顿场景。
- Parallel GC：高吞吐量的场景。
启用 JIT 编译器：JIT 可以提升运行时性能。
监控和分析：使用工具如 jvisualvm、jmap、jstack 监控 JVM 的性能，找到性能瓶颈并优化。

10. 什么是线程栈溢出（StackOverflowError）？

答案：
线程栈溢出是指方法调用的栈帧过多导致栈空间不足，抛出 StackOverflowError。常见原因包括：

递归调用没有合适的结束条件，导致无限递归。
栈大小设置过小（可以通过 -Xss 参数调整线程栈大小）。