五分钟学Java:如何学习Java面试必考的JVM虚拟机

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本文首发于微信公众号【程序员黄小斜】

本文作者:黄小斜

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本文思维导图

JVM虚拟机

为什么要学习JVM虚拟机

最近的你有没有参加Java面试呢?你有没有发现,Java面试中总是爱考一类问题,那就是JVM虚拟机,为什么面试官这么爱考察JVM的问题呢,这是因为,所有的Java程序本质上都是运行在JVM之上的,没有JVM虚拟机,也就没有Java语言的执行环境,只有掌握了JVM虚拟机的相关知识,你才能说你懂Java,否则就像一个只会玩手机的人说自己压根不懂安卓操作系统一样。

根据百度百科的介绍,JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。

就是因为有JVM的存在,Java才能够拥有跨平台运行的能力,一次编译,到处运行,反观C++这类语言,需要到处编译才能运行,因为它本身是和操作系统强关联的一门语言,也没有虚拟机的概念。

当然,因为有了JVM虚拟机的存在,Java语言的复杂度也大大降低,其所付出的代价就是运行速度有所下降,离开JVM虚拟机谈Java是没有意义的,学好JVM是学好一切Java技术的前提。

如何学习JVM虚拟机 JVM虚拟机就在我们的身边

第一次听说JVM虚拟机这个东西,还是在一道面试题中,那时候我完全不知道这是个啥玩意啊,后来我买了一本号称JVM圣经的书《深入理解JVM虚拟机》才有幸知道,原来JVM虚拟机就运行在我们的电脑中。

作为一个Java开发者,入门三件套可能就是IDE、JDK和JRE了,其实JDK就包含了JRE,而JRE(Java运行环境)也就包含了JVM虚拟机。当我们使用javac或者使用ide进行Java程序的编译或者执行时,其实就是把java代码变异成class字节码,然后扔到JVM执行。

此时我们的任务管理器里会有一个进程叫做java,这个进程就可以理解为JVM程序,而这个进程里还有很多子线程,分别负责执行代码,垃圾回收等等。

很多时候我们压根不知道JVM虚拟机是个啥,自然也不能很好地学习它,一旦我们了解了它的本质,后面的东西学习起来也就不会那么痛苦了。

初探JVM面试题

有很多程序员第一次听说JVM可能是在面试的时候,关于JVM的面试题其实也不少,这里举例一些比较热门的面试题型,比如“JVM的堆和栈有什么区别”、“JVM的垃圾回收算法有哪些”、“JVM的内存模型是什么样的”等等,这类题目算是比较基础的了。

这类题目,一般通过刷刷面经,也能够回答上来一些,毕竟面试官懂得也不一定比你多,所以一些面试官可能也不会深挖下去。不过如果是一些对技术考察得比较有深度的公司就不一定了,很多以Java技术栈为主的公司,特别是电商类公司,对于JVM的考察还是比较有深度的,除了阿里和美团,还有京东、唯品会、有赞、拼多多等公司。

所以,我们不妨也来看看进阶版的JVM面试题长什么样。首先,进阶版的题目主要考察深度,像是JVM的内存模型,一定会让你讲清楚每个区域是做什么的,并且会让实际的场景来问你,比如字符串变量放在哪个区域,类的元数据放在哪个区域,局部变量和全局变量又分别放在哪个区域。如果你对内存模型只是一知半解,一下子就会被面试官给识破了。

进阶版的JVM面试还喜欢考察细节,比如JVM的垃圾回收算法,停止复制,标记清除,需要你把过程讲清楚,各自的优劣讲清楚。如果这类问题对你也够不成威胁,那不妨再看看JVM垃圾回收的其他题型,“年轻代的GC是如何进行的,请讲解详细过程”很多面试者可能会简单地讲一下年轻代的回收方法。

你可能会简单地回答:“使用停止复制的方法来完成的”实际上,其实,这里面能讲的细节有很多,首先,年轻代分为eden区和survivor区,survivor区还分为from和to区,eden区存活的对象会被放到from区,而在下一次young gc后,from区和to区会交换位置,对象也会跟着搬移,从而该对象的年龄加一,当对象的年龄超过阈值时,对象就会进入老年代。

看似简单的问题居然可以答出这么多门道,这也是我在经历很多次面试之后才总结出来的经验。

JVM圣经《深入理解JVM虚拟机》

Java书籍千千万,但是真正能够讲清楚JVM虚拟机的书可能也只有这一本了。网上的大部分关于JVM的博客基本都是借鉴或者是参考本书的内容。

那么这本书到底讲了哪些些JVM的内容了,不妨和我一起来拆解一下。

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