521. Java如何实现跨平台的？

Java编译生成的是字节码文件.class文件，而不是特定于某个操作系统的机器码。

不同操作系统上都有各自实现的JVM，负责将字节码翻译成特定平台的机器代码并执行。使得JAVA文件可以被不同操作系统上的JVM运行。包装了一层。

9807. JVM的组成部分

主要组成部分：

编译好的JAVA字节码（.class文件）准备就绪。

  • 类加载器子系统：将class文件加载到内存中(运行时的数据区)。
  • 运行时数据区。
  • 执行引擎(命令解释器)：将字节码文件翻译成机器码，并交给CPU执行；
  • 本地方法接口：过程中会调用不同语言提供的接口，比如驱动和..，调用本地方法接口，例如操作系统级别的功能或者高性能库。
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522. 编译执行和解释执行

编译执行：先将源代码编译为机器代码，再在CPU上运行。例如：C，C++；

​ 啊

  • 优点：编译后运行速度快，并且运行时，不需要再进行翻译。

解释执行：运行时，解释器逐行翻译并执行例如Python。

  • 跨平台性好， 每个代码都是在每个平台上通过相应平台的解释器运行。
  • 速度慢，每次执行都需要动态翻译。

=> Java采样编译执行和解释执行相结合的方式：

  • 解释执行：JVM将.JAVA文件=>.class字节码。 有助于程序的跨平台性；
  • 即时编译：将经常执行的代码编译为本地机器码，避免反复解释

523. JVM的内存区域如何划分的❗?

JVM运行时的数据区分为：1. 方法区 2. 堆 3. 虚拟机栈 4. 本地方法栈 5. 程序计数器。

  • 方法区 - 存储类&共享信息

    • 存储类信息、常量、静态变量
    • 这些信息属于线程共享区域

  • Java堆 - 与JVM共存亡

    • 存放所有线程共享的对象实例 和 数组 (垃圾回收主要战地)

  • 虚拟机栈

    • 每个线程创建一个栈：用来保存局部变量、操作数栈、方法出口信息。
    • 局部变量：基本数据类型；以及对象引用；
    • 栈与线程共存亡

  • 本地方法栈

    • 为本地方法服务。。。

  • 程序计数器

    • 保存当前线程执行的字节码指令地址或行号。

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总结：Java程序与线程在JVM内存中的流程

  1. 程序启动：JVM初始化内存区域，加载类信息到方法区。
  2. 线程创建：为线程分配程序计数器、Java虚拟机栈和本地方法栈。
  3. 方法调用：线程执行方法时，创建栈帧并压入Java虚拟机栈。
  4. 对象创建：对象实例存储在Java堆中，元数据存储在方法区。
  5. 垃圾回收：JVM清理不再使用的对象和类信息。
  6. 线程结束：线程的栈和程序计数器被销毁。
  7. 程序结束：JVM释放所有内存区域并退出。

524. JVM中堆和栈的区别是什么？

栈：主要用于存储局部变量(基本类型+对象引用)和方法的调用信息(返回地址、参数等)。线程执行时，会创建该线程的栈帧，被压入Java虚拟机栈中。 执行结束，线程栈帧被弹出(销毁)

堆：主要用于存放对象实例和数组。

526. Java常量池

Java中的常量池是用于存储运行时的常量或符号的区域

  • 运行时常量池：在每个类or接口的Class文件中存储编译生成的常量信息，并在类加载时进入JVM方法区；
  • 字符串常量池：用于存储字符串字面量，通过String.intern()方法可以将字符串加入到字符串常量池。

🏷️常量池的作用：

  • 主要呢，就是用于减少重复对象的创建，节省内存并提高效率。

🏷️字符串常量池：

  • 直接使用字面量： String s = "Hello"; 会将""Hello存储在常量池中，如果常量池已存在"Hello"，则不会重复创建。
  • 使用new关键字： 使用String s = new String("Hello");不论常量池中是否已存在Hello，都会在堆中创建一个新的String对象。

🏷️常量池的存储内容

常量池不仅仅存储字符串常量，还包括：

  • 基本类型的字面量 eg. 整数、浮点数；
  • 类和接口的引用；
  • 方法和字段的符号引用。

527. Java类加载器

动态加载类文件的组件。将.class文件的字节码加载到内存中，并将其转换为Class对象，以供JVM执行。

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🏷️类加载器的作用：

  • 动态加载类：在运行时根据需要加载类，而不是在编译时加载所有类；
  • 隔离不同的类命名空间：通过不同的类加载器，可以隔离同名类，使得它们不会相互冲突。

🏷️扩展知识

JDK8一共有三种类加载器

  • 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader), 它属于虚拟机自身的一部分，主要负责加载 <JAVA_HOME>\lib 目录中或被 -Xbootclasspath指定的路径中被虚拟机识别的文件。 它是所有类加载器的父亲。
  • 扩展类加载器(Extension ClassLoader), 它是Java实现的，独立于虚拟机，主要负责加载 <JAVA_HOME>\lib\ext 目录中的或被 java.ext.dirs 系统变量指定路径的类库。
  • 应用程序类加载器(Application ClassLoader), 它是Java实现的，独立于虚拟机。 主要负责加载用户类路径(classPath)上的类库，程序默认的加载器。

532. java中的强引用、软引用、弱引用和虚引用

  • 强引用(默认)
    • 最常见的引用类型。普通对象的对象引用就是强引用。
    • 只要有一个对象有强引用指向它，垃圾回收期永远不会回收该对象。
  • 软引用(常用于缓存)
    • 当内存不足时，会被垃圾回收清理

// 弱引用、虚引用。

533. Java中常见的垃圾收集器❗❗❗

=> 分为新生代收集器和老年代收集器，包括如下：

🏷️新生代垃圾收集器：

  1. Serial收集器
    • 单线程收集器，适合小型应用和单处理环境。
    • 触发 Stop-The-World操作，所有应用线程在GC是暂停。
    • 适合单线程应用和客户端模式。

535. 为什么Java的垃圾收集器将堆分为老年代和新生代？

主要是为了提高垃圾回收效率，依据对象的生命周期特点来进行优化。

对象的生命周期特点：

  • 大多数对象存活时间短：=> 分配到新生代
  • 少部分对象存货时间长：=> 晋升为老年代

按照存活时间分区管理更加高效。

不同的回收算法：

  • 新生代的回收：生命周期短 => 新生代通常采用复制算法；
  • 老年代的回收：存活时间长 => 标记-整理算法 or 标记-清除算法。

分区后可以减少GC暂停的时间。