有程式码的地方，就有江湖。
程序员，就是“一人，一键，二机”行走其间的孤独剑客。在江湖中狂荡，必然要练就绝世武功，则需要内外兼备：精妙的招式，加之深厚的内功。武功的基础是内功，一个内功低的人招式再奇妙，也打不过一个内功深厚之人。同样两者也是相辅相成，内功深厚，原来的一招一式威力也会倍增。
对于开发者来说，其道理也是一样。 流行的框架越来越多，封装也越来越完善，各种框架可以搞定一切。
初级程序员只要熟悉基本的使用方法，几乎不用关注底层的实现，便可以快速地开发上线。
但对于想要进阶的你来说，更要注重内功，比如算法、设计模式、底层原理等等。 只有把基础打扎实，才能知其然知其所以然，出现Bug能快速发现问题本质。
JVM是内功心法很重要的一块。上线出现效能问题，JVM调优更是不可回避的事情。但又因Java虚拟机器封装得太好，让我们几乎感觉不到它的存在，可 学习Java虚拟机器对于高阶程序员来说，其重要性是不言而喻的。
我司在面试高阶开发的时候，JVM相关知识也必定是考核的标准之一。
下面这篇文章集锦了阿里、美团、Oracle等大厂的JVM考点，你看看是否会能答得上来？
为什么Java被称作是“平台无关的程式语言”？
Java程式码是怎么执行的？
Java虚拟机器是如何载入Java类的？
如何监控和诊断JVM堆内和堆外内存使用？
如何理解JVM内建的编译或GC日志？
JVM的永久代中会发生垃圾回收么？
Java中的两种异常型别是什么？他们有什么区别？
JVM是如何实现同步的？
Java内在模型是什么？
即时编译器有哪些优化？ 在什么情况下重复读写操作会被优化？
什么样的垃圾才被回收？ 什么时候会导致垃圾回收？
如何利用字节码注入为已有程式码加料？
我挑选了几个问题进行解答，希望能对大家面试起到帮助。顺便提一句：更多精彩JVM以及Java相关技术讲解可以加Qun：1017-599-436获取，包括电子书，PDF文件以及视讯精讲。
1、Java程式码是怎么执行的？
这个问题可以分三块来回答：
为什么Java要在虚拟机器里执行？
Java虚拟机器具体是怎样执行Java字节码的？
Java虚拟机器的执行效率究竟是怎么样的？
Java之所以要在虚拟机器中执行，是因为它提供了可移植性。一旦Java程式码被编译为Java字节码，便可以在不同平台上的Java虚拟机器实现上执行。此外，虚拟机器还提供了一个程式码托管的环境，代替我们处理部分冗长而且容易出错的事务，例如内存管理。
Java虚拟机器将执行时内存区域划分为五个部分，分别为方法区、堆、PC暂存器、Java方法栈和本地方法栈。Java程式编译而成的class档案，需要先载入至方法区中，方能在Java虚拟机器中执行。
为了提高执行效率，标准JDK中的HotSpot虚拟机器采用的是一种混合执行的策略。首先，它会解释执行Java字节码，然后会将其中反复执行的热点程式码，以方法为单位进行即时编译，翻译成机器码后直接执行在底层硬件之上。HotSpot装载了多个不同的即时编译器，以便在编译时间和生成程式码的执行效率之间做取舍。
2、Java虚拟机器是如何载入Java类的?
Java虚拟机器将字节流转化为Java类的过程，可分为载入、连结以及初始化三大步骤。也可以用盖房子来类比Java虚拟机器中的类载入。
载入是指查询字节流，并且据此建立类的过程。 以盖房子为例，村里的Tony要盖个房子，那么按照流程他得先找个建筑师，跟他说想要设计一个房型，比如说“一房、一厅、四卫”。这里的房型相当于类，而建筑师，就相当于类载入器。村里有许多建筑师，他们等级森严，但有着共同的祖师爷，叫启动类载入器（boot class loader）。
载入需要借助类载入器，在Java虚拟机器中，类载入器使用了双亲委派模型，即接收到载入请求时，会先将请求转发给父类载入器。
连结，是指将建立成的类合并至Java虚拟机器中，使之能够执行的过程。 连结还分验证、准备和解析三个阶段。其中，解析阶段为非必须的。
初始化，则是为标记为常量值的字段赋值，以及执行 方法的过程。 类的初始化仅会被执行一次，这个特性被用来实现单例的延迟初始化。这放在我们盖房子的例子中就是，只有当房子装修过后，Tony才能真正地住进去。
3、异常捕获是如何实现的？
在编译生成的Java字节码中，每个方法都附带一个异常表。异常表中的每一行均定义了一条异常执行路径，其中包括规定捕获范围的起始字节码索引、终止（不包含）字节码索引，异常处理程式码的起始字节码索引，以及所捕获的异常型别。
当程式触发异常时，JVM会从上至下遍历异常表中的所有条目。当触发异常的字节码的索引值在某行异常表条目的捕获范围内，JVM会判断所丢掷的异常和该条目想要捕获的异常是否匹配。如果匹配，JVM会将控制流转移至该条目所指向的异常处理程式码。
上述异常捕获机制还被用于finally从句的实现。通常，Java程式的编译器javac会复制多份finally程式码块，放置于生成的Java字节码之中，然后通过生成多行异常表条目，来实现完整的finally逻辑。
4、垃圾回收的基础思想是什么？
目前JVM的主流垃圾回收器采取的都是可达性分析算法 。该算法的实质是将一系列被称为GC Roots的物件作为初始的存活物件合集，然后从该合集出发探索所有能够被该集合引用到的物件，并标记为存活物件。当标记阶段结束之后，未被标记到的物件便是可以清除的。
传统的垃圾回收算法在标记、清除过程中需要中止其他应用执行绪，即所谓的Stop-The-World。新型的垃圾回收算法，如CMS、G1以及ZGC，尽可能地实现并发标记、清除，从而让Stop-The-World的时间长度可控。垃圾回收的另一基础思想则是分代回收。 JVM会将新生成的物件划为新生代，而将在多次垃圾回收中存活下来的物件划为老年代。JVM会为不同的分代设定不同的回收算法，从而达到新生代多收集、快收集，老年代少收集、全收集的目标。
5、JVM垃圾回收算法
标记-清除算法： 首先标记出所有需要回收的物件，在标记完成后统一回收所有被标记的物件。
复制算法： 将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当一块内存用完了，将还存另外一块上面，然后在把已使用过的内存空间一次清理掉。
标记-整理算法： 标记过程与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收物件进行清理，而是让所一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
分代收集算法： 一般是把Java堆分为新生代和老年代，根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。新生代都发现有大批物件死去，选用复制算法。老年代中因为物件存活率高，必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。
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