文章目录

• JVM
• • 类的加载过程
  • 类加载器有哪些
  • 什么是双亲委派
  • 双亲委派的好处
  • 如何打破双亲委派
  • java内存模型
  • 栈帧的结构
  • java堆的分代设计
  • 对象内存分配
  • 对应的GC
  • 为什么需要Survivor区?只有Eden不行吗？
  • 为什么要有两个Survivor区
  • 对象创建过程
  • 对象内存布局
  • 对象头Mark Word
  • 对象大小
  • 对象访问方式
  • JVM的GC执行时机是任何时候都可以吗？
  • 常见的垃圾回收器
  • • serial:
    • ParNew:
    • Parallel Scavenge
    • Serial Old:
    • Parallel Old
    • CMS
    • G1
  • 垃圾收集器分类
  • 频繁的FullGC是怎么回事
  • CMS并发更新失败的原因
  • 三色标记算法
  • 为什么G1三色标记要用SATB
• mysql
• • 普通索引与唯一索引的区别
  • mvcc工作机制
• http
• • http与https的区别
  • https为什么安全
• 多线程
• • java线程模型
• 开放性问题
• • 如何设计一个CDN服务器

JVM

类的加载过程

从总的阶段来看，一共分为五个动作，分别是加载、验证、准备、解析、初始化，当然，这几个动作不是依次执行的，像校验，是贯穿整个过程的。
第一步: 加载，这个过程主要完成3件事
    通过一个类的全限定名来获取此类的二进制流
    将二进制流中的静态存储结构，转化为方法区中的运行时数据结构
    在内存中生成一个代表此类的Class对象，作为方法区中访问该对象数据的入口
第二步: 验证，主要分为4个阶段
    文件格式验证：验证文件格式是否符合class文件格式规范(例如文件是否以0XCAFEBABE开头，版本号是否当前虚拟机能够解析等等)
    元数据验证：验证描述信息是否符合JAVA规范(比如这个类是否有父类，是否继承了final修饰的类等等)
    字节码验证：验证方法体的语义是否合法，符合逻辑
    符号引用验证：验证符号引用能否转换成直接引用，包括直接引用能否被当前类所访问
第三步：准备
    为类变量分配内存空间，并赋初始值。
第四步：解析
    将符号引用替换成直接引用
第五步：初始化
    初始化静态变量的值
    执行静态代码块
    初始化当前类的父类

类加载器有哪些

Bootstrap ClassLoader(启动类加载器)
Extension ClassLoader(扩展类加载器)
Application ClassLoader(应用程序加载器)
自定义类加载器

什么是双亲委派

当需要加载一个类时，先委托父类加载器去完成，如果父类加载器完成不了，才会尝试自己去加载。

双亲委派的好处

安全，防止核心类被外部篡改
避免类重复加载

如何打破双亲委派

重新loadClass方法
设置上下文类加载器

java内存模型

堆: 堆中存放所有new出来的对象
方法区: 类信息、静态变量、常量、即时编译的代码
程序计数器: 记录当前线程运行到哪一步了
本地方法栈: JVM执行native方法的栈
java虚拟机栈: JVM执行java程序的栈
其中，堆，方法区线程共享，其他的线程私有

栈帧的结构

局部变量表: 方法中定义的局部变量以及方法的入参(局部变量表中的数据不能直接使用，如果要使用的话，必须调用相关指令将其加载到操作数栈中作为操作数使用)
操作数栈: 以压栈和出栈的形式存储操作数的
动态链接: 将常量池中的调用其他方法的符号引用转化为直接引用
方法返回地址

java堆的分代设计

Young区:年轻代，包含Eden区和Survivor区
Old区: 老年代

对象内存分配

对应的GC

Young区: Young GC(minor GC)
Old区: Old GC(major GC)
Young区+Old区: Full GC，这个是当堆内存不足时触发

为什么需要Survivor区?只有Eden不行吗？

因为新生代使用的算法是复制回收算法，如果只有Survivor区，那么回收一次就会被送往Old区
这样会导致Old区很快被填满，触发Old GC(一般Old GC会伴随着Young GC，也就是Full GC)
老年代的空间一般大于新生代，所以消耗的时间比较长
另外老年代使用的回收算法是标记清除与标记压缩，不适合频繁的触发
所以，存在Survivor区的意义在于，对象不会很快被送到Old区，只有回收16次，才会被送往老年代

为什么要有两个Survivor区

其实是为了解决碎片化问题，因为复制算法，必须有有一块连续并空余的内存，Eden区回收一次后进入Survivor区
那么找不到一块连续的空间，去进行复制回收算法。

对象创建过程

1. 先看该类是否被加载，如果没有被加载，先去加载(到常量池中查询是否有该类的符号引用，并且该Class类是否被初始化完毕)
2. 分配内存空间
   2.1 分配内存的方式:
       内存连续: 指针碰撞(移动指针偏移位即可)
       内存不连续: 空闲列表(寻找一块能够创建该对象的区域)
       内存的是否连续，跟使用的垃圾回收器有关
   2.2 如果开辟内存期间，存在并发，怎么办
       CAS的方式
       本地线程分配缓存(每个线程有自己独立的空间，在自己独立空间内开辟内存)
3. 成员变量赋初始值
4. 设置对象头信息(markword，Class Point)在·
5. 对象初始化

对象内存布局

对象头: markword、ClassPoint、length(数组独有)
实例数据: 成员变量
对其填充: 保证对象大小满足8字节的整数倍

对象头Mark Word

对象大小

对象访问方式

主流的方式有使用句柄跟直接指针两种，HotSpot是使用的直接指针
句柄访问: 变量中存储的是句柄的地址，而句柄中分别存储了对象的类型数据地址(方法区)与对象的实例数据地址(堆)
直接访问: 变量中存储对象的实例数据地址
优缺点:
    句柄访问的方式，如果实例对象地址发生变化，不需要更新变量的地址,但是多了一层访问,访问速度低于直接访问
    直接访问的优点: 访问速度快

1. 句柄池(先执行一块地址，存储的对象地址与class地址，访问这个对象的地址需要经过两步，但是在gc回收时，效率较高)
   
2. 直接指针(直接指向对象)
   

JVM的GC执行时机是任何时候都可以吗？

程序执行时，并非所有地方都能停下来GC，只有在特定的位置，才会去去执行GC，这些特定的位置被称为安全点。
这些特定的位置，就是安全点，这些安全点的选定标准是"是否长时间执行"的特性，比如方法调用，循环跳转，异常跳转等
在GC的时候，有两种方案能够让线程准确的停留在安全点上
    抢占式中断: 先让所有线程中断，然后让那些停留在不安全点上的线程跑到安全点上。
    主动试中断: 当需要GC是，设置一个标志，线程执行过程中，当发现这个标志的时候，就会主动挂起线程。
除了在安全点上，还有一些情况，比如线程sleep或者blocked状态，那么安全区域来解决
只要在一个特定区域中，对象引用状态不会发生改变，就可以发起GC，当进入安全区域时，就标记自己已经进入了安全区域，那么，在这段时间发起GC时，就不用管是否在安全点上了

常见的垃圾回收器

serial:

单线程的垃圾回收器
适合client端使用
优点: 单核效率最高，简单高效

ParNew:

多线程的垃圾回收器
适合service端使用
优点: 适合多线程使用
对于Serial来说，优化的是STW的时间

Parallel Scavenge

与Parnew类似，也是多线程的垃圾回收器
不同点在于，更加注重的是吞吐量，可以手动指定吞吐量，也可以自适应

Serial Old:

单线程的垃圾回收器
使用标记整理算法
JDK1.5之前的老年代垃圾回收器或者作为CMS的备选方案

Parallel Old

多线程的垃圾回收器
与Parallel Scavenge配合，JDK1.6推出。
使用标记整理算法
Parallel Scavenge与Parallel Old配合，用于注重吞吐量的场合

CMS

并发的垃圾回收器
主要是为了优化减少停顿时间
垃圾回收的过程分为了
    初始标记: 主要是找到所有的GC Root,这一步是STW的
    并发标记: 标记这条引用链上的所有对象，这一步是并发执行
    重新标记: 修正并发标记期间产生的变化，这一步是STW的，要比初始标记时间长点，但是远没有并发标记时间长
    并发清除: 并发去清理垃圾，这一步是并发执行的
使用CMS也会产生一些问题
    CMS的线程数的计算公式(CPU数量+3)/4,如果CPU线程数越少，工作线程执行效率越低，例如只有CPU数量只有两个的时候，那么用户线程的工作效率会降低50%
    CMS当老年代分配不下时，会触发Full GC,使用Serial Old单线程垃圾回收器来回收
    CMS采用的是标记清除，所以会产生浮动垃圾，由于工作线程与垃圾回收线程同时运行，那么很有可能会出现明明还有很大空间，但是却找不到一块连续的空间来放这个对象，这时候也会触发Full GC
    CMS的CPU建议在四核以上

G1

并发的垃圾回收器,可以由用户手动指定停顿时间
垃圾回收过程：
    初始标记
    并发标记
    重新标记
    筛选回收: 根据每个Regin区价值(回收获得的空间大小以及回收所需要的时间)排序，优先回收在用户指定时间内的垃圾

回收算法: 从两个Regin区间看的话，是采用的复制算法，如果从整体看的话，是标记压缩算法，可以减少内存碎片的产生。
逻辑分代，分为一个一个的Regin区，每一个Regin区可以是为Eden区、Survivor区、Old区，Humongouns可能跨好几个Regin区来存放大对象
G1分成了2048个Regin区，每一个Regin区大小1M-30M之间
Remembered Set中存放的是当前Regin区中，每个对象被哪些对象所引用，这个引用可能跨Rengin
引用关系的记录维护在Remembered Set中，判断存活对象，只需要扫描Remembered Set即可，就不需要扫描整个堆了

垃圾收集器分类

• 串行收集器->Serial和Serial Old
  只能有一个垃圾回收线程执行，用户线程暂停。
  适用于内存比较小的嵌入式设备 。
• 并行收集器[吞吐量优先]->Parallel Scanvenge、Parallel Old
  多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍然处于等待状态。
  适用于科学计算、后台处理等若交互场景 。
• 并发收集器[停顿时间优先]->CMS、G1
  用户线程和垃圾收集线程同时执行(但并不一定是并行的，可能是交替执行的)，垃圾收集线程在执行的时
  候不会停顿用户线程的运行。
  适用于相对时间有要求的场景，比如Web 。

频繁的FullGC是怎么回事

首先发生Full GC说明是老年代满了，那么有如下可能性
    一般Full GC的原因是老年代满了，那么老年代满了又有很多种情况
    1. 年轻代满了，对象直接进入老年代,那么像这种情况，调大Young区
    2. 大对象直接进入老年代
    3. 内存泄漏
    4. 频繁调用System.gc()

CMS并发更新失败的原因

因为并发标记阶段，用户线程与垃圾回收线程同时在运行，那么如果此时新进来对象新生代老年代都放不下，那么就可能导致晋升失败
如果是这种情况，那么有如下几个解决办法
    1. 如果是年轻代设置的太小了，导致对象很容易进入老年代，那么年轻代空间设置的较大点即可
    2. 如果老年代设置的太小了，导致对象放不下，那么老年代设置的大一点
    3. 另外，增加老年代的回收频率

三色标记算法

白色: 未被标记过的对象
灰色: 自身被标记，子节点没有被标记
黑色: 自身与子节点都有被标记
漏标: 满足漏标，必须是黑色对象指向灰色对象，灰色对象指向白色对象，这时候，黑色对象指向白色对象，同时，灰色对象对白色对象的引用消失，这时候就会产生漏标的情况。
那么解决漏标的话，有两种解决方案
    CMS: increment update -> 关注引用增加，也就是将黑色对象重新标记成灰色对象
    G1: SATB -> 关注引用删除，引用删除时，将他加入到栈中，由于有Remembered Set的存在，就不需要扫描整个堆去查找指向白色的引用，效率较高

为什么G1三色标记要用SATB

SATB是关注的引用删除，当引用删除时，将他加入到一个栈中
当进行回收时，只需要将栈中数据拿出来遍历，并查询Remembered Set就可以解决漏标的问题了，这样就不用扫描整个堆了，效率比较高

mysql

普通索引与唯一索引的区别

mvcc工作机制

http

http与https的区别

https为什么安全

多线程

java线程模型

开放性问题

如何设计一个CDN服务器

1. 如何确定用户在哪
   根据用户ip地址来判断用户的位置，例如(北京海淀联通)
2. 如何做分发
   2.1 用户配置域名解析 域名->CDN域名
   2.2 根据用户的位置，指向离用户最近的CDN服务器
   2.3 这台CDN服务器查找是否有该数据，如果没有，去源站获取
3. 内容管理
   3.1 是否满足用户设置的存储规则，如果不满足直接重定向到源站
   3.2 如果满足规则， 查询是否有该数据，如果有直接返回数据
   3.3 如果没有该数据，从源站中拉取数据存储，并返回给用户