JVM面试系列-05
JVM面试系列-05
1. Java 虚拟机规范中，对Java 虚拟机栈规定几种异常情况？
• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常。
• 如果虚拟机在动态扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。
这两种情况存在着一些互相重叠的地方：当栈空间无法继续分配时，到底是内存太小，还是已使用的栈空间太大，其本质上只是对同一件事情的两种描述而已。在单线程的操作中，无论是由于栈帧太大，还是虚拟机栈空间太小，当栈空间无法分配时，虚拟机抛出的都是StackOverflowError异常，而不会得到OutOfMemoryError异常。而在多线程环境下，则会抛出OutOfMemoryError异常。
2. 启动一个线程是用run() 还是 start()？
启动线程肯定要用start()方法。
当用start()开始一个线程后，线程就进入就绪状态，使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态，这意味着它可以由JVM调度并执行。这并不意味着线程就会立即运行。
当cpu分配给它时间时，才开始执行run()方法（如果有的话）。
start()是方法，它调用run()方法；而run()方法是你必须重写的。
run()方法中包含的是线程的主体。
3. 线程的基本概念，线程的基本状态以及状态之间的关系？
线程的基本概念：线程指在程序执行过程中，能够执行程序代码的一个执行单位，每个程序至少都有一个线程，也就是程序本身。
Java中的线程有四种状态分别是：运行、就绪、挂起、结束。
4. 同步和异步有何异同，在什么情况下分别使用它们？举例说明
同步交互：指发送一个请求,需要等待返回,然后才能够发送下一个请求，有个等待过程；
异步交互：指发送一个请求,不需要等待返回,随时可以再发送下一个请求，即不需要等待。
相同的地方：都属于交互方式，都是发送请求。
不同的地方：一个需要等待，一个不需要等待。
简单而言，同步就是必须一件一件的做事，等前一件事做完后才能做下一件事。而异步这是把事情指派给别人后，接着继续做下一件事，不必等别人返回的结果。
5. JVM 中常见的调优工具有哪些？
常用调优工具分为两类,jdk自带监控工具：jconsole和jvisualvm，第三方有：MAT(Memory AnalyzerTool)、GChisto。
1）jconsole，Java Monitoring and Management Console是从java5开始，在JDK中自带的java监控和管理控制台，用于对JVM中内存， 线程和类等的监控。
2）jvisualvm，jdk自带全能工具，可以分析内存快照、线程快照；监控内存变化、GC变化等。
3）MAT，Memory Analyzer Tool，一个基于Eclipse的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的Javaheap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗。
4）GChisto，一款专业分析gc日志的工具。
6. 什么是Java虚拟机？为什么Java被称作是“平台无关的编程语言”？
Java虚拟机是一个可以执行Java字节码的虚拟机进程。
Java源文件被编译成能被Java虚拟机执行的字节码文件。
Java被设计成允许应用程序可以运行在任意的平台，而不需要程序员为每一个平台单独重写或者是重新编译。
Java虚拟机让这个变为可能，因为它知道底层硬件平台的 指令长度和其他特性。
7. JVM 内存或者 CPU 飙高如何快速定位？
1、jps可以找到JAVA的进程号；
2、top -p <pid> 查看JAVA进程内存情况，按H查看每个线程的内存情况；
3、找到内存和 cpu 占用最高的线程id，比如19664；
4、转为十六进制得到Ox4cd0，此为线程id的十六进制表示；
5、执行 jstack 19663|greg -A 10 4cd0，得到线线程堆栈信息中4cd0这个线程所在行的后面10行，从堆栈中可以发现导致cpu飙高的调用方法。
8. 描述一下 Java 中类加载的步骤？
Java中类加载的步骤：加载、连接、初始化；其中连接包括验证、准备、解析，每个阶段做的事情分别如下：
加载：将编译后的.class文件加载到JVM，并创建一个Class对象。
验证：验证.class文件格式是否规范、也有安全层面的验证、验证类的元信息，字节码，符号引用。
准备：为类的静态变量分配内存，赋默认值。
解析：将符号引用转为直接引用。
初始化：为静态变量赋初始值。
9. Java 中 SafePoint 是什么？
Java程序中有很多线程，每个java线程又有自己的stack，并且共享heap。这些线程一直运行，不断对stack和heap进行操作。假设此时JVM需要对stack和heap做一些操作该怎么办？
比如JVM要进行GC或者要做heap dump等等，这时候如果线程都在对stack或者heap进行修改，那么将不是一个稳定的状态。GC直接在这种情况下操作stack或者heap，会导致线程的异常。
那么应该如何处理？
SafePoint是一个安全点，所有的线程执行到安全点的时候就会去检查是否需要执行SafePoint操作，如果需要执行，那么所有的线程都将会处于等待状态，直到所有的线程进入SafePoint。然后JVM执行相应的操作之后，所有的线程再恢复执行。
10. Java 中线程什么时候会进入 SafePoint？
一般来说，如果线程在竞争锁被阻塞，IO被阻塞，或者在等待获得监视器锁状态时，线程就处于SafePoint状态。
如果线程再执行JNI代码的那一个时刻，java线程也处于SafePoint状态。因为java线程在执行本地代码之前，需要保存堆栈的状态，然后再移交给native方法。
如果java的字节码正在执行，那么不能判断该线程是不是在SafePoint上。
11. Java 中 SafePoint 主要特定位置？
Java中SafePoint主要特定位置：
循环的末尾 (防止大循环的时候一直不进入safepoint，而其他线程在等待它进入safepoint)；
方法返回前；
调用方法的call之后；
抛出异常的位置。
之所以选择这些位置作为safepoint的插入点，主要的考虑是“避免程序长时间运行而不进入safepoint”，比如GC的时候必须要等到Java线程都进入到safepoint的时候VMThread才能开始执行GC，如果程序长时间运行而没有进入safepoint，那么GC也无法开始，JVM可能进入到Freezen假死状态。
在stackoverflow上有人提到过一个问题，由于BigInteger的pow执行时JVM没有插入safepoint，导致大量运算时线程一直无法进入safepoint，而GC线程也在等待这个Java线程进入safepoint才能开始GC，结果JVM就Freezen了。
safepoint只能处理正在运行的线程，它们可以主动运行到safepoint。而一些Sleep或者被blocked的线程不能主动运行到safepoint。这些线程也需要在GC的时候被标记检查，JVM引入了safe region的概念。safe region是指一块区域，这块区域中的引用都不会被修改，比如线程被阻塞了，那么它的线程堆栈中的引用是不会被修改的，JVM可以安全地进行标记。线程进入到safe region的时候先标识自己进入了safe region，等它被唤醒准备离开safe region的时候，先检查能否离开，如果GC已经完成，那么可以离开，否则就在safe region呆在。这可以理解，因为如果GC还没完成，那么这些在safe region中的线程也是被stop the world所影响的线程的一部分，如果让它们正常执行，可能会影响标记的结果。
可以设置JVM参数-XX:+PrintSafepointStatistics –XX:PrintSafepointStatisticsCount=1 来输出safepoint的统计信息。
