系列文章：

深入Java虛擬機器之 -- 總結面試篇

深入Java虛擬機器之 --- JVM的愛恨情仇

JAVA 垃圾回收機制(一) --- 物件回收與演算法初識

JAVA 垃圾回收機制(二) --- GC回收具體實現

深入Java虛擬機器之 -- 類檔案結構(位元組碼)

深入Java虛擬機器之 -- 類載入機制

在學習 JVM 相關知識，怎麼讓自己有動力看下去，且有思考性呢？筆者認為，開頭用一些常用的面試題，來引入讀者的興趣比較好，這樣才會有看下去的東西，所以，該篇文章會以面試+總結的方式，希望讀者能先思考寫出答案，再檢視相關知識。

一、JVM常見面試題

深入Java虛擬機器之 -- 總結面試篇

• 介紹下 Java 記憶體區域
• Java 物件的建立過程
• 物件的訪問定位有幾種
• String、StringBuilder、StringBuffer 有什麼不同？

這是一些常見的面試，很多人都看到網上的標準答案，但你知道為什麼嗎？

1.1 介紹下 Java 記憶體區域

首先看第一個，Java的記憶體區域，可以看一張編譯圖：

可以看到Java 的記憶體區域就是框框裡的東西，每一步的大概意思如下，具體細節參考深入Java虛擬機器之 --- JVM的愛恨情仇：

總結，建議讀者學習之後，能自己默寫這些方法並指導每一步的意思；

1.2 Java 物件的建立過程

Java 物件的建立共分為5步，如下圖：

然後明白每個步驟做了哪些即可，如下：

1.3、物件的訪問定位有幾種

有兩種方式：控制程式碼和直接指標； 建立物件是為了使用物件，虛擬機器需要通過棧中的 reference 來獲取堆上的物件。

優缺點: 使用控制程式碼好處是，當物件發生改變，只需要移動控制程式碼的例項資料指標即可，而直接指標就是速度快。

1.4 String、StringBuilder、StringBuffer 有什麼不同

參考答案是： String 是用 final 修飾的類，由於它的不可變性，類似拼接、裁剪字串等，都會產生新的物件。 StringBuffer 解決上面拼接物件而提供一個類，可以通過 append等方法拼接，是執行緒安全的，由於執行緒安全，效率也下降 StringBuilder 跟StringBuffer 差不多，只是去掉了執行緒安全，所以優先使用 StringBuilder

說說String 為什麼會產生新的物件？比如 String a = "1" String b = a + "2"，當執行這條指令時，會在常量池中產生一個物件指向a，而建立b時也會重新在常量池中生成b的物件；多次建立容易觸發 GC，這也是為什麼不建議使用 String 類去拼接的問題。

二、Java 回收機制常見面試題

深入Java虛擬機器之 --- JVM的愛恨情仇 JAVA 垃圾回收機制(二) --- GC回收具體實現

• 簡單的介紹一下強引用、軟引用、弱引用、虛引用（虛引用與軟引用和弱引用的區別、使用軟引用能帶來的好處）
• 談談final、finally、finalize 有什麼不同
• 方法區會回收資源嗎？
• 垃圾回收有哪些演算法，各自的特點？

2.1 簡單的介紹一下強引用、軟引用、弱引用、虛引用

首先，在講解這幾個引用之前，先明白虛擬機器為什麼會由這些引用的說明；我們都知道，物件需要回收，那怎麼去判斷哪些物件需要回收呢？這就需要一些判斷來確定哪些物件是需要回收的，一般有以下幾種方法：

無論是 引用計算演算法還是可達性分析演算法，都是涉及到物件的引用問題，所以，在 JDK1.2 之後，又分為以下幾類引用：

通過上面的介紹，知道了"引用"是什麼關係，這對理解各種引用還是很有必要的，那麼使用 軟引用的好處也在那裡了； 建議一些記憶體消耗較大的使用軟引用，比如 webview。。

2.2 談談final、finally、finalize 有什麼不同

final 和finally 比較好理解。首先 final 用來修飾的物件不可變；finally 則是保證重點程式碼一定要被執行的一種機制，一般用於 try - catch-finally 語句中。 但finalize 是什麼東西呢？在解釋標準程式碼之前，又得回到GC演算法中了。 首先，finalize 是 Object 的一個方法，用來特定資源的回收。 上面說到，當 GC Roots 不可達時，認為物件已經不再使用了，但是物件並非是非"死"不可，當 GC Roots 不可達時，系統首先會先判斷 物件的 finalize 是否執行，不執行則直接回收；如果可以執行，則放在佇列中，由finalize執行緒去執行它，如果有其他物件關聯時，則判斷物件不可回收，否則物件回收，finalize 執行一次，如下圖：

由於它的不確定性，在 JDK9時，已經標註為deprecated，但不影響我們對它的理解。

2.3 方法區會回收資源嗎？

雖說 Java 堆 可以回收70%~95%的空間，但方法區同樣可以回收一些資源，方法區主要回收兩個部分廢棄常量和無用的類。

所以，當發生 GC 時，非常常量和無用類是可以被回收，當然這裡也是說"可以"，是否像物件一樣被回收，還需要對虛擬機器的引數配置，這裡就不細說了。

2.4 垃圾回收有哪些演算法，各自的特點？

物件的回收，基於上面講到的，GC Roots不可達，且判斷可以回收。衍生的演算法如下圖(建議能預設每種演算法的理解)：

其中，基礎是 標記-清除是基礎，接下來都是在它的基礎上改進，分代演算法是主流 Java 虛擬機器的主要演算法； 其中各個演算法特點如下，詳細介紹看 JAVA 垃圾回收機制(一) --- 物件回收與演算法初識 第四節，垃圾回收篇。

關係新生代和老年代的問題，參考：JAVA 垃圾回收機制(二) --- GC回收具體實現

三、類載入的問題

深入Java虛擬機器之 -- 類檔案結構(位元組碼) 深入Java虛擬機器之 -- 類載入機制

• 類載入過程
• 寫出下列程式碼列印資訊，若將改成System.out.println(Child.c_value);改為System.out.println(Child.value); 如何?

public class Parent{
   static {
   	System.out.println("Parent");
   }
   public static int value = 123;
}

public class Child extends Parent{
   static {
   	System.out.println("Child");
   }
   public static int c_value = 123;
}

//mian 中執行
public static void main(String[] args) {
   System.out.println(Child.c_value);
}
複製程式碼

• 說說你對類載入器的理解
• 什麼是雙親委派模型

3.1 類載入的過程

類載入的過程如下圖所示(建議能預設每個步驟的理解)：

也可以成為 載入-連線-初始化 這種叫法。 其中，載入、驗證、準備、初始化和解除安裝的順序是固定的，而解析則不一定，因為Java是動態語言，它可以在執行時解析，即初始化之後。該階段解析如下：

3.2 寫出下列程式碼列印資訊，若將改成System.out.println(Child.c_value);改為System.out.println(Child.value); 如何?

public class Parent{
   static {
   	System.out.println("Parent");
   }
   public static int value = 123;
}

public class Child extends Parent{
   static {
   	System.out.println("Child");
   }
   public static int c_value = 123;
}

//mian 中執行
public static void main(String[] args) {
   System.out.println(Child.c_value);
}
複製程式碼

列印資訊如：

Parent
123
複製程式碼

改為System.out.println(Child.value)時：

Parent
Child
123
複製程式碼

具體看：深入Java虛擬機器之 -- 類載入機制 擴充套件：

class Parent{
		public static int value = 1;
		static {
			value = 2;
		}
	}
	
class Child extends Parent{

	public static int B = value ;
}


public static void main(String[] args) {
	System.out.println(Child.B);
}
複製程式碼

輸出什麼？

3.3 說說你對類載入器的理解

從上面我們知道，類在載入的時候，就是通過一個全限定名去載入這個類的二進位制位元組流，這個是系統自動完成的。這個動作如果從外部去做，以便於我們去獲取所需的類，則我們成為類載入器。比如通過一個路徑獲取到一個 class 位元組碼，然後通過反射，拿到相應的資訊。

3.4 什麼是雙親委派模型

它的工程流程是： 當一個類載入器收到類載入的請求，它首先不會自己去嘗試載入這個類，而是委派給她的父類載入器去完成，每一個層次的類載入器都是如此，因此所有的載入器都會傳遞到父載入器中；只有父載入器無法完成時，子載入器才會嘗試自己去載入，它的模型如下：