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JVM探究
面试问题：
请你谈谈你对jvm的理解？java8虚拟机和之前的更新变化？
答：理解如该文档，java8将方法区被取代为了元空间，字符串常量数据改存到堆里面，元空间改用本地内存
什么是OOM,什么是栈溢出StackOverFlowError？怎么分析？
答：OutOfMemoryError(内存不足错误)，可能是堆内存空间不足、元空间内存不足或内存泄漏(静态集合持有对象引用，即使对象已无业务用途，仍无法被 GC 回收)；
栈溢出指线程的栈深度超过虚拟机允许的最大深度，常见原因是无限递归
JVM的常用调优参数有哪些？
答：JVM 调优参数主要用于调整内存分配(大小)、垃圾回收策略(GC算法)、线程(大小)管理等核心组件的行为。
内存快照如何抓取，怎么分析Dump文件？
答：内存快照是 Java 虚拟机（JVM）在某一时刻的内存镜像，包含所有对象的状态、引用关系和类信息。常用于分析内存泄漏、大对 象占用和 GC 效率问题。抓取：自动生成(OOM时)、JDK命令抓取或IDEA插件检测工具(Profile)
谈谈jvm中对类加载器的认识？
答：将字节码文件加载到内存中，并生成Java.lang.Class对象，双亲委派机制(应用类加载器->扩展类->启动类->扩展类->应用类)...
JVM的体系结构
java栈、本地方法栈和程序计数器是不可能存在垃圾，否则程序会堵塞崩溃。所以不需要进行垃圾回收
jvm调优都是在堆和方法区(特殊的堆)里面调优，99%在调堆
方法区用于存储类的常量池，元数据和静态变量等，java8后用元空间取代的方法区，元空间使用本地内存（Native Memory）来存储类的元数据，其大小仅受系统可用内存的限制。同时，字符串常量池被移到了堆内存中。可以通过 - XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 等参数来配置元空间的大小。
类加载器
作用：负责将字节码文件（.class）从文件系统、网络或其他来源加载到内存中，并生成对应的java.lang.Class对象。
1.虚拟机自带的加载器
2.启动类（根/bootstrap）加载器 Bootstrap ClassLoader
3.扩展类加载器（EXC） Extension ClassLoader
4.应用程序加载器 Application ClassLoader
双亲委派机制
双亲委派机制：确保类加载的安全性和一致性
1.类加载器收到类加载请求！
2.将请求向上委托给父类加载器，一直向上委托，直到启动类加载器 Application ClassLoader->Extension ClassLoader- >Bootstrap ClassLoader
3.
应用类加载器收到请求，将其委派给扩展类加载器。
扩展类加载器再委派给启动类加载器。
启动类加载器在核心类库中未找到MyClass，返回null。
扩展类加载器尝试加载，仍未找到，返回null。
应用类加载器最终尝试从classpath加载该类，成功则返回，失败则抛出ClassNotFoundException。
4.null:表示java调用不到/不存在该加载器~ （C,C++） java=C++--
Native关键字
凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层c语言的库！
会进入本地方法栈，调用本地方法接口JNI(java native interface)
JNI的作用：扩展java的使用，融合不同的编程语言为java使用。 内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack（本地方法栈）,登记native方法，在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI执行
本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）是 Java 虚拟机（JVM）内存结构中的一部分，用于支持本地方法（Native Method）的执行。
本地方法是由非 Java 语言（如 C、C++）实现的方法，通过 JNI（Java Native Interface）或 JNA（Java Native Access）机制在 Java 代码中调用。
PC寄存器（程序计数器）
就是程序计数器：Program Counter Register
每一个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向的一条指令地址， 也就是即将要执行的代码） 在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小内存空间
方法区（Method Area/元空间）
方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，
简短来说，所有定义的方法的信息都存储在该区域，此区域属于共享空间
方法区用于存储类的常量池，元数据和静态变量等，java8后用元空间取代的方法区，元空间使用本地内存（Native Memory）来存储类的元数据，其大小仅受系统可用内存的限制。同时，字符串常量池被移到了堆内存中。可以通过 - XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 等参数来配置元空间的大小。
static final Class 运行时常量池
栈帧
-
位置：栈帧位于Java 虚拟机栈（JVM Stack） 中，每个线程在创建时会分配一个虚拟机栈，用于存储该线程执行的所有方法对应的栈帧。
-
生命周期：栈帧随着方法的调用而创建，方法执行结束后销毁（无论是正常返回还是抛出异常）。
-
活动栈帧：每个线程在同一时刻只有一个活动栈帧（位于栈顶），称为当前栈帧，对应的方法称为当前方法。
-
组成结构： 局部变量表（Local Variables） :存储方法参数和方法内定义的局部变量
操作数栈（Operand Stack） ：方法执行过程中临时存储数据的区域，用于算术运算、方法调用参数传递等
动态连接（Dynamic Linking）：将字节码中的符号引用转换为直接引用，支持方法调用的动态绑定。
每个栈帧包含一个指向运行时常量池中该方法所属类的引用。
方法调用时，通过符号引用（如
com.example.MyClass.method()）在运行时常量池中查找并转换为直接引用 （方法的内存地址的映射关系）。 方法返回地址（Return Address）：记录方法执行完毕后返回的位置
堆Heap
一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的
类加载器读取了类文件后会将说明东西放到堆中？ 类，方法，变量~，保存我们所引用类型的真实对象；、
堆内存中细分区域：
-
新生区（伊甸园区） YOUNG/NEW
-
养老区 old
-
永久区 (Java8后改为了元空间（方法区）)
GC垃圾回收，主要在伊甸园区和养老区
假设内存不够，OOM(OutOfMemoryError)，堆内存不够！
新生区
- 作用：存储新创建的对象，大多数对象在此区域被快速回收。
- 分区
- Eden 区：对象初始分配的区域,所有对象都是在这new出。
- Survivor 区：分为两个相等大小的区域（S0 和 S1），用于存放 GC 后存活的对象。
- GC 特点：频繁执行 Minor GC，采用复制算法。
老年区
- 作用：存储长期存活的对象（如缓存对象、单例实例）。
- 对象进入条件
- 经过多次 Minor GC 后仍存活的对象（默认 15 次，可通过
-XX:MaxTenuringThreshold配置）。 - 大对象（超过
-XX:PretenureSizeThreshold设置的阈值）直接进入老年代。
- 经过多次 Minor GC 后仍存活的对象（默认 15 次，可通过
- GC 特点：较少执行 Full GC，采用标记 - 清除或标记 - 整理算法。
GC 触发条件
- Minor GC：Eden 区空间不足时触发。
- Full GC：老年区空间不足、元空间溢出；针对 JVM 堆内存所有区域的垃圾回收，会扫描所有存活对象，并回收不再使用的对象占用的内存。
永久区(Java8后改为了元空间（方法区))
这个区是常驻内存（计算机本地内存）。用来存放JDK自身携带的Class对象，interface元数据，存储的是java运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在GC回收，关闭虚拟机就释放内存
OOM情况：
- 一个启动类加载了大量第三方jar包；
- Tomcat部署了太多的应用；
- 大量动态生成的反射类，不断被加载，直到内存满了
堆内存调优
调优核心目标
减少 Full GC 频率：Full GC 会导致长时间 STW（Stop The World）。
降低 Minor GC 停顿时间：频繁 Minor GC 会影响系统响应。
避免内存溢出：合理设置堆大小，防止OutOfMemoryError。
GC(垃圾回收机制)
垃圾回收算法：
1. 标记 - 清除（Mark-Sweep）
流程：标记可达对象 → 清除未标记对象。
缺点：产生内存碎片，可能导致大对象无法分配。
2. 复制（Copying）
流程：将内存分为两块，每次只使用一块，GC 时将存活对象复制到另一块。
优点：无内存碎片，效率高。
最佳使用场景：对象存活度较低的时候；
缺点：浪费一半内存空间（适用于新生代）。
3. 标记 - 整理（Mark-Compact）
流程：标记可达对象 → 将存活对象移至一端 → 清除边界外的内存。
优点：无内存碎片（适用于老年代）。
总结：
内存效率：复制算法>标记清除>标记整理(时间复杂度)
内存整齐度：复制算法=标记整理算法>标记清除算法
内存利用率：标记整理算法=标记清除>复制
没有最好的算法，只有最合适的算法----->GC：分代收集方法
沙箱安全机制
沙箱安全机制（Sandbox Security Model）是一种隔离运行环境的安全技术，用于限制不可信代码的访问权限，防止其对系统造成破坏。在计算机领域，沙箱机制被广泛应用于操作系统、编程语言、浏览器等多个层面
沙箱的核心原理:
-
隔离执行：将不可信代码（如插件、第三方库、用户上传的程序）限制在一个独立的环境中运行，使其无法访问或修改系统资源（如文件、网络、进程）。
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权限控制：通过细粒度的权限策略，严格限制沙箱内代码的操作范围（如只读文件访问、禁止网络连接）。
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资源限制：限制沙箱内代码的资源消耗（如 CPU、内存、磁盘 IO），防止 DoS 攻击或资源耗尽。
三种JVM
- sun公司 HotSpot
- BEA JRockit
- IBM J9VM