java 面试知识点笔记（三）底层知识 jvm 内存模型 下篇

上一篇讲完了java内存模型中线程私有部分（程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈），这篇讲下所有线程公有部分

问：元空间(MetaSpace)和永久代(PermGen)的区别?

• 元空间使用本地内存，而永久代使用的是jvm的内存

jdk8以后将类的元数据放在本地堆内存中，就是元空间MetaSpace，该空间jdk以前是属于永久代的。8以后没有OutOfMemoryError:PermGen space

元空间和永久代都是存放class的相关信息，包括class和Meta、field的信息。

元空间和永久代都是方法区的实现，只是实现不同，所以说方法区只是JVM的一种规范。

JDK1.7之后原先位于方法区中的字符串常量池已经移动到了堆中。jdk8以后使用元空间（MetaSpace）替代永久代（PermGen），因为元空间划分更合理，比如说类及相关的元数据和类加载器生命周期一致，每个加载器都会分配一个单独的内存空间。

MetaSpace相比PermGen的优势

• 字符串常量池存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出
• 类的方法信息大小难确定，给永久代的大小置顶带来困难（太小会出现永久代溢出，太大容易导致老年代溢出）
• 永久代会为GC带来不必要的复杂性，回收效率低（永久代中的元数据的可能会随着full GC发生而进行移动，比较消耗虚拟机性能。HotSpot虚拟机的每种类型的垃圾回收器都需要特殊处理永久代中的元数据。将元数据从永久代剥离出来，不仅实现了对元空间的无缝管理，还可以简化Full GC以及对以后的并发隔离类元数据等方面进行优化）
• 方便HotSpot与其他JVM如Jrockit的集成（永久代是hotspot特有的，别的VM没有永久代）

Java堆（Heap）：

• 对象实例的分配区域（heap是个大头，占用最多的内存空间。xmx设置jvm最大可用内存）
• GC管理的主要区域（所以也称为GC堆）

jvm虚拟机规范里，java堆可以使用不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可，就像磁盘空间一样。堆空间可以是固定大小，也可以是动态扩展的（主流的虚拟机都是动态的）。如果堆中没有内存完成实例分配，且堆不能再扩展时将会抛出OutOfMemoryError异常

主流的垃圾回收机制都是采用分代收集算法，所以堆可以分为新生代、老年代，再细点就有eden区、from survivor区、to survivor区，后面博客中GC再细讲。

问：jvm三大新能调优参数 -Xms -Xmx -Xss的含义？

1. -Xss：规定了每个线程虚拟机栈（堆栈）的大小（一般256k足够，此设置会影响并发线程数大小）
2. -Xms：堆的初始值（就是jvm进程刚启动的时候分配的堆空间大小，后面运行时堆空间超过初始值，就会动态扩容至堆的最大空间）
3. -Xmx：堆能达到的最大值（一般xms xmx 都设置成一样的，因为xms不够用时动态扩容，会发生内存抖动，影响程序稳定性）

问：java内存模型中堆和栈的区别？

首先需要明白 内存分配策略：

1. 静态存储：编译时确定每个数据目标在运行时的存储空间需求（这种分配策略要求程序不允许有可变存储空间的结构存在，也不允许有嵌套、递归的结构存在。因为它们都会导致编译时无法计算准确的存储空间）
2. 栈式存储：数据区需求在编译时未知，运行时模块入口前确定（动态的存储分配，是由一个类似于堆栈的运行栈实现的，和静态的分配方式相反。但是进入一个程序模块的时候必须知道该模块的存储大小，才能对其分配内存。跟栈一样按照新进后出的方式分配内存）
3. 堆式存储：编译时或运行时模块入口都无法确定存储空间，需要动态分配（比如可变长度串、对象实例。堆由大片的可利用快或空闲块组成，堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放）

堆和栈的区别：

• 联系：引用对象、数组时、栈里定义变量保存堆中目标的首地址（栈只存引用变量，类似指针，程序使用栈中的引用变量访问堆中的对象、数组。引用变量是普通变量，定义时在栈中分配，引用变量在程序运行到程序作用域之外后就会被释放掉，而数组、对象本身在堆中分配，即使程序运行到作用域之外（new或者产生数组的代码块之外）堆中的数组、对象的内存不会被释放，之后会被垃圾回收掉）
• 
• 管理方式：栈自动释放，堆需要GC（JVM自己可以针对内存栈进行管理操作，而且该内存空间的释放是编译器就可以操作的内容。而堆空间在java中，jvm执行引擎是不会对其释放的操作，而是让GC回收）
• 空间大小：栈比堆小（栈里面存储的数据和本身需要的数据特性决定的。堆需要存储比较多的对象数据，一般都很大）
• 碎片相关：栈产生的碎片远小于堆（堆空间的活动空间相当于栈比较大，可能存在长期的内存分配和释放操作，而且GC不是实时的，这使得堆中的碎片逐渐累积起来。栈空间本身就是堆栈数据结构，它的操作都是一一对应的，而且内存结构相对于堆空间的简单，不容易产生碎片）
• 分配方式：栈支持静态和动态分配，而堆仅支持动态分配
• 效率：栈的效率高于堆（因为内存块本身就是个堆栈的结构，和栈空间的结构相符合，操作也简单，只存在入栈出栈两个操作。相对于堆空间，栈空间的灵活程度不够，特别是动态管理的时候，而堆空间最大优点就是动态分配，因为它在计算机底层可能是个双向链表的结构，所以管理的时候操作比栈复杂很多，所以堆的效率低于栈，但是灵活度高了很多）

例子：

问：不同JDK版本的intern()方法的区别?(主要是JDK6 VS JDK6+)String.intern()是一个Native方法，底层调用C++的 StringTable::intern 方法，源码注释：当调用 intern 方法时，如果常量池中已经该字符串，则返回池中的字符串；否则将此字符串添加到常量池中，并返回字符串的引用。

例子：

JDK6的时候存在永久代，所以VM options可以设置PermSize大小

运行就会内存溢出，这也证明了JDK6存在永久代且永久代里面由字符串常量池

JDK7 永久代移到堆中了 所以没有内存溢出的错误

JDK8 也能输出Mission Complete 但是没有永久代的设置了 

intern在jdk6和6+的区别

jdk7+是

jdk6是

详情请看：https://www.jianshu.com/p/0d1c003d2ff5 或者 https://tech.meituan.com/2014/03/06/in-depth-understanding-string-intern.html