八股（四）JVM
目录
😺Java 内存区域
JVM 哪个内存区域不会发生 OutOfMemoryError（OOM）
字符串常量池的作用是？
😺JVM 垃圾回收
如何判断对象是否死亡？
垃圾回收算法
😺问题排查
😺Java 内存区域
Java 内存区域指的是 JVM 在执行 Java 程序时，把内存划分成的不同功能区域。
线程私有区域（每个线程独立）：
- 程序计数器（PC Register）：记录当前线程执行到哪一条字节码。
- 虚拟机栈（JVM Stack）：存储方法执行过程（栈帧）。
- 本地方法栈（Native Stack）：执行 native 方法（C/C++）。
线程共享区域（所有线程共享）：
- 堆（Heap）：存放所有对象实例。
- 方法区（Method Area）：类信息、静态变量、常量池、方法字节码。
JDK 1.8 变化重点：方法区实现变成元空间（Metaspace），不在 JVM 内存，而是使用本地内存（Native Memory）。
JVM 哪个内存区域不会发生 OutOfMemoryError（OOM）
程序计数器。
程序计数器用于记录当前线程执行的字节码指令位置，通过改变计数器的值来控制程序的流程执行，包括顺序执行、分支、循环和异常处理等。
在多线程环境下，每个线程都需要独立的程序计数器，用于记录各自的执行位置，从而在线程切换后能够恢复到正确的执行状态。
由于程序计数器占用内存极小、生命周期随线程创建和销毁而变化，并且不涉及动态内存分配，因此不会发生内存溢出。
字符串常量池的作用是？
字符串常量池是 JVM 为了提升性能和减少内存消耗，为字符串专门开辟的一块区域，用于存储字符串字面量，避免重复创建相同内容的字符串对象。
当创建字符串时，如果常量池中已存在该字符串，则直接返回引用；否则将其加入常量池。
😺JVM 垃圾回收
如何判断对象是否死亡？
可达性分析算法。从 GC Roots 出发，向下搜索可达对象。如果一个对象无法通过引用链从 GC Roots 访问到，就认为它“死亡”。
GC Roots 主要包括虚拟机栈中的局部变量、本地方法栈中的引用、方法区中的静态变量和常量、被同步锁持有的对象以及 JNI 引用等。
即使对象在可达性分析中不可达，也不会立即被回收，而是会经历一次标记和筛选过程，只有在无法重新建立引用关系时，才会被真正回收。
Q：为什么引用计数法不被采用？
A：因为无法解决循环引用问题，会导致内存泄漏。
Q：GC Roots 为什么要这些对象？
A：因为它们处于程序运行核心路径中，代表“正在使用”的对象。
Q：对象一定会被 GC 回收吗？
A：不一定，需要经历可达性分析 + finalize 筛选。
垃圾回收算法
1）标记-清除算法（Mark-Sweep）
分两步：
- 标记存活对象
- 清除未标记对象
缺点：效率低、产生内存碎片。
2）复制算法（Copying）
将内存一分为二，只用一半，From区 → To区（存活对象复制）。
优点：没有内存碎片、分配速度快、适合新生代。
缺点：浪费内存（50% 内存被闲置）、对象存活多时效率低（复制成本极高）。
3）标记-整理算法（Mark-Compact）
分三步：
- 标记存活对象
- 向一端移动存活对象
- 清理边界外空间
优点：没有碎片、内存利用率高。
缺点：移动对象成本高。
4）分代收集算法（现代主流思想）
不同生命周期对象采用不同算法。
新生代（Young）：对象“死得快”、存活率低，适合复制算法。
老年代（Old）：对象存活率高、回收频率低，适合标记-整理。
😺问题排查
- 内存问题（OOM、泄漏）
- 线程问题（死锁、阻塞）
- 性能问题（CPU过高、GC频繁）
Java 性能优化和问题排查工具主要分为三类。
第一类是 JDK 自带的可视化工具，例如 JConsole 和 VisualVM，可以用于监控 JVM 的内存、线程、GC 等运行状态，其中 VisualVM 功能更强大，还支持 Heap Dump 分析。
第二类是 JDK 命令行工具，包括 jps 用于查看 Java 进程，jstat 用于监控 GC 状态，jmap 用于生成堆内存快照，jstack 用于查看线程栈信息排查死锁问题。
第三类是第三方工具，例如 MAT 用于分析 Heap Dump，定位内存泄漏；GCViewer 和 GCeasy 用于分析 GC 日志；JProfiler 用于性能分析；Arthas 是阿里开源的线上诊断工具，可以在不重启应用的情况下实时查看线程、内存和方法调用情况。
在实际排查中，如果发生死锁，可以通过 jstack 查看线程栈，通常会出现 Found one Java-level deadlock 字样；如果发生 OutOfMemoryError，可以通过 jmap 导出 Heap Dump，再用 MAT 分析内存泄漏问题。
Q：线上 CPU 100% 怎么排查？
A：top 找进程 → jstack 找线程 → 定位死循环或锁竞争