一、Java引用的四種狀態(tài)：

強引用：

　　用的最廣。我們平時寫代碼時，new一個Object存放在堆內(nèi)存，然后用一個引用指向它，這就是強引用。

　　如果一個對象具有強引用，那垃圾回收器絕不會回收它。當內(nèi)存空間不足，Java虛擬機寧愿拋出OutOfMemoryError錯誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題。

軟引用：

　　如果一個對象只具有軟引用，則內(nèi)存空間足夠時，垃圾回收器就不會回收它；如果內(nèi)存空間不足了，就會回收這些對象的內(nèi)存。（備注：如果內(nèi)存不足，隨時有可能被回收。）

　　只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。

弱引用：

　　弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。

　　每次執(zhí)行GC的時候，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象，不管當前內(nèi)存空間足夠與否，都會回收它的內(nèi)存。不過，由于垃圾回收器是一個優(yōu)先級很低的線程，因此不一定會很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對象。

虛引用：

　　“虛引用”顧名思義，就是形同虛設(shè)，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。

　　虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。

二、Java中的內(nèi)存劃分：

Java程序在運行時，需要在內(nèi)存中的分配空間。為了提高運算效率，就對數(shù)據(jù)進行了不同空間的劃分，因為每一片區(qū)域都有特定的處理數(shù)據(jù)方式和內(nèi)存管理方式。

1、程序計數(shù)器：（線程私有）

• 每個線程擁有一個程序計數(shù)器，在線程創(chuàng)建時創(chuàng)建，

• 指向下一條指令的地址

• 執(zhí)行本地方法時，其值為undefined

2、虛擬機棧：（線程私有）

每個方法被調(diào)用的時候都會創(chuàng)建一個棧幀，用于存儲局部變量表、操作棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。局部變量表存放的是：編譯期可知的基本數(shù)據(jù)類型、對象引用類型。

每個方法被調(diào)用直到執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機中從入棧到出棧的過程。

在Java虛擬機規(guī)范中，對這個區(qū)域規(guī)定了兩種異常情況：

　　（1）如果線程請求的棧深度太深，超出了虛擬機所允許的深度，就會出現(xiàn)StackOverFlowError（比如***遞歸。因為每一層棧幀都占用一定空間，而 Xss 規(guī)定了棧的***空間，超出這個值就會報錯）

　　（2）虛擬機棧可以動態(tài)擴展，如果擴展到無法申請足夠的內(nèi)存空間，會出現(xiàn)OOM

3、本地方法棧：

（1）本地方法棧與java虛擬機棧作用非常類似，其區(qū)別是：java虛擬機棧是為虛擬機執(zhí)行java方法服務(wù)的，而本地方法棧則為虛擬機執(zhí)使用到的Native方法服務(wù)。

（2）Java虛擬機沒有對本地方法棧的使用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做強制規(guī)定，Sun HotSpot虛擬機就把java虛擬機棧和本地方法棧合二為一。

（3）本地方法棧也會拋出StackOverFlowError和OutOfMemoryError。

4、堆：即堆內(nèi)存（線程共享）

（1）堆是java虛擬機所管理的內(nèi)存區(qū)域中***的一塊，java堆是被所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域，在java虛擬機啟動時創(chuàng)建，堆內(nèi)存的唯一目的就是存放對象實例幾乎所有的對象實例都在堆內(nèi)存分配。

（2）堆是GC管理的主要區(qū)域，從垃圾回收的角度看，由于現(xiàn)在的垃圾收集器都是采用的分代收集算法，因此java堆還可以初步細分為新生代和老年代。

（3）Java虛擬機規(guī)定，堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上連續(xù)的即可。在實現(xiàn)上既可以是固定的，也可以是可動態(tài)擴展的。如果在堆內(nèi)存沒有完成實例分配，并且堆大小也無法擴展，就會拋出OutOfMemoryError異常。

5、方法區(qū)：（線程共享）

（1）用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

（2）Sun HotSpot虛擬機把方法區(qū)叫做***代（Permanent Generation），方法區(qū)中最終要的部分是運行時常量池。

三、Java對象在內(nèi)存中的狀態(tài)：

可達的/可觸及的：

　　Java對象被創(chuàng)建后，如果被一個或多個變量引用，那就是可達的。即從根節(jié)點可以觸及到這個對象。

　　其實就是從根節(jié)點掃描，只要這個對象在引用鏈中，那就是可觸及的。

可恢復的：

　　Java對象不再被任何變量引用就進入了可恢復狀態(tài)。

　　在回收該對象之前，該對象的finalize()方法進行資源清理。如果在finalize()方法中重新讓變量引用該對象，則該對象再次變?yōu)榭蛇_狀態(tài)，否則該對象進入不可達狀態(tài)

不可達的：

　　Java對象不被任何變量引用，且系統(tǒng)在調(diào)用對象的finalize()方法后依然沒有使該對象變成可達狀態(tài)（該對象依然沒有被變量引用），那么該對象將變成不可達狀態(tài)。

　　當Java對象處于不可達狀態(tài)時，系統(tǒng)才會真正回收該對象所占有的資源。

四、判斷對象死亡的兩種常用算法：

1、引用計數(shù)算法：

給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當有一個地方引用它時，計數(shù)器值就加1；當引用失效時，計數(shù)器值就減1；任何時刻計數(shù)器為0的對象就是不可能再被使用的。

但是，主流的java虛擬機并沒有選用引用計數(shù)算法來管理內(nèi)存，其中最主要的原因是：它很難解決對象之間相互循環(huán)引用的問題。

2、根搜索算法：（jvm采用的算法）

設(shè)立若干種根對象，當任何一個根對象（GC Root）到某一個對象均不可達時，則認為這個對象是可以被回收的。

五、垃圾回收算法

1、標記-清除算法：

標記階段：先通過根節(jié)點，標記所有從根節(jié)點開始的可達對象。因此，未被標記的對象就是未被引用的垃圾對象；

清除階段：清除所有未被標記的對象。

2、復制算法：（新生代的GC）

　　將原有的內(nèi)存空間分為兩塊，每次只使用其中一塊，在垃圾回收時，將正在使用的內(nèi)存中的存活對象復制到未使用的內(nèi)存塊中，然后清除正在使用的內(nèi)存塊中的所有對象。

3、標記-整理算法：（老年代的GC）

標記階段：先通過根節(jié)點，標記所有從根節(jié)點開始的可達對象。因此，未被標記的對象就是未被引用的垃圾對象

整理階段：將將所有的存活對象壓縮到內(nèi)存的一端；之后，清理邊界外所有的空間

4、分代收集算法：

存活率低：少量對象存活，適合復制算法：在新生代中，每次GC時都發(fā)現(xiàn)有大批對象死去，只有少量存活（新生代中98%的對象都是“朝生夕死”），那就選用復制算法，只需要付出少量存活對象的復制成本就可以完成GC。

存活率高：大量對象存活，適合用標記-清理/標記-整理：在老年代中，因為對象存活率高、沒有額外空間對他進行分配擔保，就必須使用“標記-清理”/“標記-整理”算法進行GC。

六、垃圾收集器

1、Serial收集器：（串行收集器）

這個收集器是一個單線程的收集器，但它的單線程的意義并不僅僅說明它只會使用一個CPU或一條收集線程去完成垃圾收集工作，更重要的是在它進行垃圾收集時，必須暫停其他所有的工作線程（Stop-The-World：將用戶正常工作的線程全部暫停掉），直到它收集結(jié)束。

2、ParNew收集器：Serial收集器的多線程版本（使用多條線程進行GC）

　　ParNew收集器是Serial收集器的多線程版本。

　　它是運行在server模式下的***新生代收集器，除了Serial收集器外，目前只有它能與CMS收集器配合工作。CMS收集器是一個被認為具有劃時代意義的并發(fā)收集器，因此如果有一個垃圾收集器能和它一起搭配使用讓其更加***，那這個收集器必然也是一個不可或缺的部分了。

3、ParNew Scanvenge收集器

　　類似ParNew，但更加關(guān)注吞吐量。目標是：達到一個可控制吞吐量的收集器。

停頓時間和吞吐量不可能同時調(diào)優(yōu)。我們一方買希望停頓時間少，另外一方面希望吞吐量高，其實這是矛盾的。因為：在GC的時候，垃圾回收的工作總量是不變的，如果將停頓時間減少，那頻率就會提高；既然頻率提高了，說明就會頻繁的進行GC，那吞吐量就會減少，性能就會降低。

吞吐量：CPU用于用戶代碼的時間/CPU總消耗時間的比值，即=運行用戶代碼的時間/(運行用戶代碼時間+垃圾收集時間)。比如，虛擬機總共運行了100分鐘，其中垃圾收集花掉1分鐘，那吞吐量就是99%。

4、G1收集器：

　　是當今收集器發(fā)展的最前言成果之一，直到j(luò)dk1.7，sun公司才認為它達到了足夠成熟的商用程度。

5、CMS收集器：（老年代收集器）

CMS收集器（Concurrent Mark Sweep：并發(fā)標記清除）是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器。適合應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)站或者B/S系統(tǒng)的服務(wù)器上，這類應(yīng)用尤其重視服務(wù)器的響應(yīng)速度，希望系統(tǒng)停頓時間最短。

七、Java堆內(nèi)存劃分：

Java 中的堆是 JVM 所管理的***的一塊內(nèi)存空間，主要用于存放各種類的實例對象。

在 Java 中，堆被劃分成兩個不同的區(qū)域：年輕代 ( Young )、老年代 ( Tenured)。年輕代 ( Young ) 又被劃分為三個區(qū)域：Eden、From Survivor、To Survivor。 這樣劃分的目的是為了使 JVM 能夠更好的管理堆內(nèi)存中的對象，包括內(nèi)存的分配以及回收。

1.年輕代

年輕代用來存放新近創(chuàng)建的對象，尺寸隨堆大小的增大和減小而相應(yīng)的變化，默認值是保持為堆大小的1/15，可以通過 -Xmn 參數(shù)設(shè)置年輕代為固定大小，也可以通過 -XX:NewRatio 來設(shè)置年輕代與年老代的大小比例，年青代的特點是對象更新速度快，在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的“死亡對象”。

年輕代的特點是產(chǎn)生大量的死亡對象,并且要是產(chǎn)生連續(xù)可用的空間, 所以使用復制清除算法和并行收集器進行垃圾回收.對年輕代的垃圾回收稱作初級回收 (minor gc)。

2.老年代

Full GC 是發(fā)生在老年代的垃圾收集動作，所采用的是標記-清除算法。

現(xiàn)實的生活中，老年代的人通常會比新生代的人 “早死”。堆內(nèi)存中的老年代(Old)不同于這個，老年代里面的對象幾乎個個都是在 Survivor 區(qū)域中熬過來的，它們是不會那么容易就 “死掉” 了的。因此，F(xiàn)ull GC 發(fā)生的次數(shù)不會有 Minor GC 那么頻繁，并且做一次 Full GC 要比進行一次 Minor GC 的時間更長。 另外，標記-清除算法收集垃圾的時候會產(chǎn)生許多的內(nèi)存碎片 ( 即不連續(xù)的內(nèi)存空間 )，此后需要為較大的對象分配內(nèi)存空間時，若無法找到足夠的連續(xù)的內(nèi)存空間，就會提前觸發(fā)一次 GC 的收集動作。

3.***代

***代是Hotspot虛擬機特有的概念，是方法區(qū)的一種實現(xiàn)，別的JVM都沒有這個東西。在Java 8中，***代被徹底移除，取而代之的是另一塊與堆不相連的本地內(nèi)存——元空間。

***代或者“Perm Gen”包含了JVM需要的應(yīng)用元數(shù)據(jù)，這些元數(shù)據(jù)描述了在應(yīng)用里使用的類和方法。注意，***代不是Java堆內(nèi)存的一部分。***代存放JVM運行時使用的類。***代同樣包含了Java SE庫的類和方法。***代的對象在full GC時進行垃圾收集。

八、類加載機制：

虛擬機把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存，并對數(shù)據(jù)進行校驗、轉(zhuǎn)換解析和初始化，最終形成可以被虛擬機直接使用的Java類型，這就是虛擬機的類加載機制。

對應(yīng)常見筆試題

注意：子類初始化問題：滿足主動調(diào)用，即父類訪問子類中的靜態(tài)變量、方法，子類才會初始化；否則僅父類初始化。

注意：訪問類或接口的靜態(tài)變量（特例：如果是用static final修飾的常量，那就不會對類進行顯式初始化。static final 修改的變量則會做顯式初始化）

上面的運行效果顯示，由于c是final static修飾的靜態(tài)常量，所以根本就沒有調(diào)用靜態(tài)代碼塊里面的內(nèi)容，也就是說，沒有對這個類進行顯式初始化。