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JVM面试真题总结（十二）

article 2024/11/13 22:27:10

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对比Java内存模型与JVM内存模型的不同点

Java内存模型（Java Memory Model，简称JMM）和JVM内存模型是两个不同的概念

它们关注的问题和解决的问题是不同的。

Java内存模型：

Java内存模型主要关注的是多线程环境下，如何以线程安全的方式对共享变量进行操作。
它定义了变量的读取、写入等操作的规则，并规定了在并发环境下
如何通过volatile、synchronized等关键字来保证共享变量的可见性和有序性。

Java内存模型解决的是在多线程编程中，如何保证内存的可见性、原子性和有序性，以防止出现数据不一致的问题。

JVM内存模型：

JVM内存模型主要关注的是JVM的内存区域划分和内存管理。
它将JVM内存划分为堆内存、栈内存、方法区、程序计数器等区域，并定义了每个区域的使用方式和作用。
比如，堆内存主要用于存储对象实例，栈内存用于存储局部变量，方法区用于存储已被加载的类信息等。
JVM内存模型主要解决的是内存的分配和回收问题。

总的来说，Java内存模型主要是为了解决多线程编程中的内存可见性和有序性问题

而JVM内存模型则是关注JVM如何管理和分配内存。

Java 8的内存结构有哪些显著变化?

在Java 8中，内存结构相较于之前的版本有一些变化。

主要的变化在于永久代（PermGen）被移除，取而代之的是元空间（Metaspace）。

以下是关于这两者的详细解释：

永久代（PermGen）：

在Java 7及其之前的版本中，永久代主要用于存储类的元数据、静态变量以及方法区等。
永久代的内存大小是有限的，当加载的类过多时
可能会导致永久代内存溢出（java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space）
这在实际应用中是一个常见的问题。

元空间（Metaspace）：

在Java 8中，永久代被移除，取而代之的是元空间。
元空间与永久代的主要区别在于它的内存分配。
元空间并不位于Java堆内存中，而是使用本地内存（Native Memory）。
这意味着元空间的大小不再受到Java堆内存的限制，而是受到本地内存的限制，这有助于减少永久代内存溢出的问题。
当然，元空间也并非无限大，当元空间的内存分配超出限制时
仍然会抛出内存溢出异常（java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace）。

除了上述变化外，Java 8中的内存结构大致保持不变，包括Java堆、栈、程序计数器、本地方法栈等。

Java堆主要用于存储对象实例，栈用于存储局部变量、方法调用等，程序计数器用于存储当前线程的执行位置

本地方法栈用于支持本地方法的调用。

总结一下，Java 8中的内存结构变化主要是将永久代替换为元空间

这有助于解决永久代内存溢出的问题，同时使得内存分配更加灵活。

在实际应用中，我们需要关注元空间的内存使用情况，以便在需要时进行调整。

为什么Java 8要移除永久代(PermGen)?

永久代（PermGen）在Java 8中被移除，主要是因为以下几个原因：

简化垃圾收集：

在Java 7及其之前的版本中，永久代存储了大量的类的元数据
这使得垃圾收集器需要处理这部分内存，增加了垃圾收集的复杂性。

移除永久代后，垃圾收集器只需要关注Java堆内存，从而简化了垃圾收集的过程。

避免内存溢出：

永久代的内存大小是有限的，当加载的类过多时，可能会导致永久代内存溢出。
而元空间使用的是本地内存，其大小只受限于本地内存的大小，因此更不容易出现内存溢出。

提高性能：

永久代的内存管理需要消耗一定的性能。
移除永久代后，可以减少内存管理的开销，从而提高系统的性能。

更好的内存控制和监控：

永久代的内存分配和回收策略与Java堆不同，这使得对其进行控制和监控比较困难。
而元空间使用的是本地内存，可以借助于本地内存管理工具进行更好的控制和监控。

总的来说，永久代被移除是为了简化垃圾收集，避免内存溢出，提高性能，以及实现更好的内存控制和监控。

对比堆内存和栈内存的特点和使用场景

堆和栈是Java内存中的两个重要区域，它们在内存分配、数据存储和生命周期等方面有以下主要区别：

内存分配：

堆（Heap）是Java内存中用于存储对象实例的区域，它是一个运行时数据区，大小可动态扩展。
堆内存由所有线程共享，因此在堆中分配的内存可以被所有线程访问。

栈（Stack）是Java内存中用于存储局部变量、方法调用等的区域。
每个线程都有一个独立的栈，栈内存由线程私有。
栈的大小是固定的，当栈内存不足时，会导致栈溢出错误（java.lang.StackOverflowError）。

数据存储：

堆中主要存储对象实例及其相关数据。
当我们使用new关键字创建对象时，对象实例被分配到堆内存中。

栈中主要存储基本数据类型（如int、float、boolean等）
对象引用变量以及方法调用相关信息（如方法调用的顺序、局部变量等）。

生命周期：

堆内存中的对象实例的生命周期较长。
它们会在垃圾收集器运行时被回收，具体回收时机取决于垃圾收集器的策略。

栈内存中的数据随着方法的调用和返回而创建和销毁。
当一个方法执行结束后，该方法在栈中的局部变量和相关信息会被自动销毁。

访问速度：

访问堆内存中的对象实例相对较慢，因为它涉及到查找对象引用以及处理垃圾收集等过程。
访问栈内存中的数据相对较快，因为栈内存由线程私有，且其数据结构简单，方便存取。

总之，堆和栈的主要区别在于内存分配、数据存储和生命周期。

堆用于存储对象实例，大小可扩展，生命周期较长，访问相对较慢

而栈用于存储基本数据类型、对象引用变量和方法调用相关信息，大小固定，生命周期较短，访问相对较快。