1.什么是JAVA虚拟机(JVM)?

虚拟机是一种抽象化的计算机,可以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虚拟机有自己完善的硬体架构,如堆栈、处理器、寄存器等,还具有许多相应的指令系统。Java虚拟机屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息,使得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。

2.JVM的概念与作用:

  • 跨平台和内存管理
  • System.out.println();向系统控制台输出内容
  • JVM负责向windows和Linux 调用底层函数才能实现输出。
  • 与平台的无关性
  • Java虚拟机是Java语言底层实现的基础。

3.JVM跨平台流程图
什么是JAVA虚拟机(JVM)?

注意:像JAVA跨平台主要靠JVM来实现的,JVM 与JAVA应用程序是1:1。

2.虚拟机垃圾回收机制与代码优化

1.什么是垃圾回收机制?

  • 垃圾回收器可以比喻为“伟大的环卫工人”
  • 垃圾收集GC(Garbage Collection)是Java语言的核心技术之一, 在Java中,程序员不需要去关心内存动态分配和垃圾回收的问题,这一切都交给了JVM来处理。

2.在JAVA代码中如何发现垃圾?

  • 对于Java对象来说,如果这个对象没有被其他对象所引用该对象就是无用的,或者说 没有被方法区和栈帧引用和本地方法栈使用的都是垃圾,其占用的内存也就要被销毁。

  • Java中标记垃圾的算法主要有两种, 引用计数法和根搜索算法:

1.使用引用计数法

  • 引用计数法就是给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方需要引用它,计数器就加 1。当引用失效,计数器就减 1。任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的,可以当做垃圾收集。这种方法实现起来很简单而且优缺点都很明显。
  • 优点 :执行效率高,程序执行受影响较小
  • 缺点:无法检测出循环引用的情况,导致内存泄露

2.使用根搜索计算法:

  • 这个算法就是通过一系列称为 “GC Roots” 的对象作为起点,从这些节点开始向下搜索,节点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的话,则证明此对象是不可用的。

3.如何将垃圾回收?
在Java中存在着四种垃圾回收算法,标记清除算法、复制算法、标记整理算法以及分代回收算法。

  • 标记清除法: 标记出所有需要被回收的对象,清除回收被标记的对象所占用的空间。它的缺点在于:存在内存碎片,内存利用率不高。

  • 分段复制法: 将内存分为大小相同的两块,每次使用其中的一块。当第一块的内存使用完后,就将还存活的对象复制到另一块去,然后再把使用的空间一次清理掉。这样就使每次的内存回收都是对内存区间的一半进行回收。它的缺点在于:大量的对象移动,会导致JVM卡顿。

  • 标记整理算法:该算法标记阶段和标记清除一样,但是在完成标记之后,它不是直接清理可回收对象,而是将存活对象都向一端移动,然后清理掉端边界以外的内存。这个是为了解决复制算法的缺陷,碎片少,充分利用内存空间。

  • 分代收集算法: 根据具体的情况选择具体的垃圾回收算法。一般将 java 堆分为新生代和老年代,这样我们就可以根据各个年代的特点选择合适的垃圾收集算法。当前虚拟机的垃圾收集都采用分代收集算法。是因为它的效率更高。

3.什么是类加载器?

  • Java类加载器是Java运行时环境的一部分,负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中。类通常是按需加载,即第一次使用该类时才加载。由于有了类加载器,Java运行时系统不需要知道文件与文件系统

1.类加载器的分工:
什么是JAVA虚拟机(JVM)?
2.类加载器是用来做什么的?

  • 类加载器是在虚拟机中完成的,负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中,在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码(.class 文件)。
  • 类加载器负责读取 Java 字节代码,并转换成java.lang.Class类的一个实例。

3.类加载器有四个方面:

  • 启动类加载器,没有父类。
  • 拓展类加载器由Java语言实现,父类加载器为null。
  • 系统类加载器,由Java语言实现。
  • 自定义类加载器,父类加载器肯定为AppClassLoader。

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