Java面试题十二：Java内存模型_java内存模型面试题

前言

Java开发人员并不需要像C/C++开发人员，需要时刻注意内存的分配和释放，而是全权交给虚拟机（JVM）去管理，自然关于内存管理或是内存的模型、结构对Java开发来说就是一个“黑箱”。

两眼一抹黑似乎也不影响写Java的代码。但我也说过，了解一些内部的机制或者是自己认为不重要的东西，也许会很有帮助。

最简单的，我们也应该了解Java的堆和栈。而我们所谓的内存管理，基本上指对堆内存的管理，那堆内存在JVM的内存结构中的那个位置呢？

什么是JVM内存

Java源代码文件(.java)会被Java编译器编译为字节码文件(.class)，然后由JVM中的类加载器加载各个类的字节码文件，加载完毕之后，交由JVM执行引擎执行。

JVM在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

JVM会用一段空间来存储程序执行期间需要用到的数据和相关信息，这段空间一般被称作为Runtime Data Area（运行时数据区），也就是我们常说的JVM内存。

了解清楚JVM的内存结构会更有助于我们理解Java的内存模型。

我们可以把上图的“运行时数据区”分为线程私有和共享数据区两大类。其中线程私有的数据区包含程序计数器、虚拟机栈、本地方法区，所有线程共享的数据区包含Java堆、方法区，在方法区内有一个常量池。

 

• 程序计数器（PC Register）
  记录正在执行的虚拟机字节码的地址。和计算机组成原理中提到的程序计数器PC概念类似，是线程私有的，用来记录当前执行的字节码位置。

• 虚拟机栈（JVM Stack）
  也就是我们常常所说的栈。
  方法执行的内存区，每个方法执行时会在虚拟机栈中创建栈帧。虚拟机栈的生命周期与线程相同，每个方法（不包含native方法）执行的同时都会创建一个栈帧结构，方法执行过程，对应着虚拟机栈的入栈到出栈的过程。

• 本地方法栈（Native Method Stack）
  本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法提供内存空间。

• Java堆（Heap）
  Java堆一般是JVM管理的内存中最大的一块，堆在主内存中，是被所有线程共享的一块内存区域，其随着JVM的创建而创建，是用来存储对象本身的以及数组，同时JAVA堆也是GC管理的主要区域。

• 方法区（Method Area）
  主要存放的是已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、编译器编译后的代码等数据。

• 常量池（Runtime Constant Pool）
  存放编译器生成的各种字面量和符号引用，是方法区的一部分。

Java内存模型

Java内存模型即Java Memory Model，简称JMM。JMM定义了Java 虚拟机(JVM)在计算机内存(RAM)中的工作方式。Java线程之间的通信由JMM控制，JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。

从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（上面提到的Java堆内存）中，每个线程都有一个私有的本地内存，本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。

在命令式编程中，线程之间的通信机制有两种：共享内存和消息传递。

Java内存模型与上面提到的JVM运行时数据区（JVM Runtime Data Areas）两个概念容易混淆。JVM 运行时数据区定义了JVM运行期内存的管理划分，而Java内存模型定义了程序中各个共享变量的访问规则。

自己的面试总结

关于Java的内存模型，我觉得对于Android应用开发比较有益的就是：更容易理解线程安全和并发编程的问题。而后面面试官确实也问到了线程安全，可能这也是一个组合套路吧。

面试完后，虽然有很多题答得都不是很理想，不过对于我这样的“过来人”来说，很清楚面试时你回答的内容并不是最重要的（大多数时候）。重要的是什么？看完这个系列的读者应该心里有数。

附上自己的面试总结：

附上自己的面试总结：

• Java部分准备不充分。
  在面试前我对这个职位的信息收集并不充分，我的侧重点在Android的项目框架和技术管理上。但美团一面的面试官视乎是比较重基础知识，而且每个点都问得比较仔细。

• 没有问面试官的姓名。
  下来都不好和面试官做朋友，不是吗？万一以后是同事，还不知道对方是谁也有点尴尬。以前有过，和一个同事处了一段时间了，他才告诉我之前是他面的我。

• 表达了一些负面信息。
  解释了一些不足的地方，个人一直不喜欢“强调”负面信息，在我的一些表达中，还是不自觉的先抑后扬了，不过好在面试官视乎不太在意。

“标准答案”

面试题：Java的内存模型
标准答案:Java内存模型即Java Memory Model，简称JMM。JMM定义了Java 虚拟机(JVM)在计算机内存(RAM)中的工作方式。程序中的变量存储在主内存中，每个线程拥有自己的工作内存并存放变量的拷贝，线程读写自己的工作内存，通过主内存进行变量的交互。JMM就是规定了工作内存和主内存之间变量访问的细节，通过保障原子性、有序性、可见性来实现线程的有效协同和数据的安全。

面试题：JVM如何判断一个对象实例是否应该被回收？
标准答案: 垃圾回收器会建立有向图的方式进行内存管理，通过GC Roots来往下遍历，当发现有对象处于不可达状态的时候，就会对其标记为不可达，以便于后续的GC回收。

面试题：说说JVM的垃圾回收策略。
标准答案: JVM采用分代垃圾回收。在JVM的内存空间中把堆空间分为年老代和年轻代。将大量创建了没多久就会消亡的对象存储在年轻代，而年老代中存放生命周期长久的实例对象。