一天吃透JVM面试八股文

什么是JVM？

一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域等组成。JVM屏蔽了与操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需要生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可在多种平台上不加修改的运行，这也是Java能够“一次编译，到处运行的”原因。

讲一下JVM内存结构？

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区。最全面的Java面试网站

程序计数器

当前线程所执行的字节码的行号指示器，通过它实现代码的流程控制，如：顺序执行、选择、循环、异常处理。
1. 在多线程的情况下，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，当线程被切换回来的时候能够知道它上次执行的位置。

程序计数器是唯一一个不会出现 OutOfMemoryError 的内存区域，它的生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的结束而死亡。

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如果访问不了Github，可以访问gitee地址。

虚拟机栈

局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息。每一次函数调用都会有一个对应的栈帧被压入虚拟机栈，每一个函数调用结束后，都会有一个栈帧被弹出。

每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈所属方法的符号引用，在方法调用过程中，会进行动态链接，将这个符号引用转化为直接引用。

部分符号引用在类加载阶段的时候就转化为直接引用，这种转化就是静态链接
• 部分符号引用在运行期间转化为直接引用，这种转化就是动态链接

StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。

-Xss参数来指定每个线程的虚拟机栈内存大小：

java -Xss2M

本地方法栈

Java 方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。Native 方法一般是用其它语言（C、C++等）编写的。

堆

GC堆。堆可以细分为：新生代（Eden空间、From Survivor、To Survivor空间）和老年代。

-Xms设定程序启动时占用内存大小，通过-Xmx设定程序运行期间最大可占用的内存大小。如果程序运行需要占用更多的内存，超出了这个设置值，就会抛出OutOfMemory异常。

java -Xms1M -Xmx2M

1.方法区

对方法区进行垃圾回收的主要目标是对常量池的回收和对类的卸载。

方法区是 JVM 的规范，而永久代PermGen是方法区的一种实现方式，并且只有 HotSpot 有永久代。对于其他类型的虚拟机，如JRockit没有永久代。由于方法区主要存储类的相关信息，所以对于动态生成类的场景比较容易出现永久代的内存溢出。

JDK 1.8 的时候，HotSpot的永久代被彻底移除了，使用元空间替代。元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。两者最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用直接内存。

永久代内存受限于 JVM 可用内存，而元空间使用的是直接内存，受本机可用内存的限制，虽然元空间仍旧可能溢出，但是相比永久代内存溢出的概率更小。

运行时常量池

直接内存

OutOfMemoryError 错误出现。

DirectBuffer，可以直接访问系统物理内存，避免堆内内存到堆外内存的数据拷贝操作，提高效率。DirectBuffer直接分配在物理内存中，并不占用堆空间，其可申请的最大内存受操作系统限制，不受最大堆内存的限制。

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Github地址

Java对象的定位方式

如果使用句柄的话，那么 Java 堆中将会划分出一块内存来作为句柄池，reference 中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。使用句柄来访问的最大好处是 reference 中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而 reference 本身不需要修改。
• 直接指针。reference 中存储的直接就是对象的地址。对象包含到对象类型数据的指针，通过这个指针可以访问对象类型数据。使用直接指针访问方式最大的好处就是访问对象速度快，它节省了一次指针定位的时间开销，虚拟机hotspot主要是使用直接指针来访问对象。

说一下堆栈的区别？

堆的物理地址分配是不连续的，性能较慢；栈的物理地址分配是连续的，性能相对较快。

1. 对象的实例和数组；栈存放的是局部变量，操作数栈，返回结果等。

2. 线程共享的；栈是线程私有的。

什么情况下会发生栈溢出？

当线程请求的栈深度超过了虚拟机允许的最大深度时，会抛出StackOverFlowError异常。这种情况通常是因为方法递归没终止条件。
• 新建线程的时候没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈，虚拟机会抛出OutOfMemoryError异常。比如线程启动过多就会出现这种情况。

类文件结构

ClassFile {
    u4             magic; //类文件的标志
    u2             minor_version;//小版本号
    u2             major_version;//大版本号
    u2             constant_pool_count;//常量池的数量
    cp_info        constant_pool[constant_pool_count-1];//常量池
    u2             access_flags;//类的访问标记
    u2             this_class;//当前类的索引
    u2             super_class;//父类
    u2             interfaces_count;//接口
    u2             interfaces[interfaces_count];//一个类可以实现多个接口
    u2             fields_count;//字段属性
    field_info     fields[fields_count];//一个类会可以有个字段
    u2             methods_count;//方法数量
    method_info    methods[methods_count];//一个类可以有个多个方法
    u2             attributes_count;//此类的属性表中的属性数
    attribute_info attributes[attributes_count];//属性表集合
}

主要参数如下：

魔数：class文件标志。

文件版本：高版本的 Java 虚拟机可以执行低版本编译器生成的类文件，但是低版本的 Java 虚拟机不能执行高版本编译器生成的类文件。

常量池：存放字面量和符号引用。字面量类似于 Java 的常量，如字符串，声明为final的常量值等。符号引用包含三类：类和接口的全限定名，方法的名称和描述符，字段的名称和描述符。

访问标志：识别类或者接口的访问信息，比如这个Class是类还是接口，是否为 public 或者 abstract 类型等等。

当前类的索引：类索引用于确定这个类的全限定名。

什么是类加载？类加载的过程？

class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个此类的对象，通过这个对象可以访问到方法区对应的类信息。

加载

通过类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
1. 将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
2. 在内存中生成一个代表该类的Class对象，作为方法区类信息的访问入口

验证

文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。

准备

解析

初始化

Java代码，初始化阶段是调用类构造器的过程。

什么是双亲委派模型？

委派给父类加载器去完成，这样层层委派，因此所有的加载请求最终都会传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。

java.lang.ClassLoader中，此类的 loadClass( 方法运行过程如下：先检查类是否已经加载过，如果没有则让父类加载器去加载。当父类加载器加载失败时抛出 ClassNotFoundException，此时尝试自己去加载。源码如下：

public abstract class ClassLoader {
    // The parent class loader for delegation
    private final ClassLoader parent;

    public Class<?> loadClass(String name throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false;
    }

    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve throws ClassNotFoundException {
        synchronized (getClassLoadingLock(name {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name;
            if (c == null {
                try {
                    if (parent != null {
                        c = parent.loadClass(name, false;
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name;
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    c = findClass(name;
                }
            }
            if (resolve {
                resolveClass(c;
            }
            return c;
        }
    }

    protected Class<?> findClass(String name throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name;
    }
}

为什么需要双亲委派模型？

双亲委派模型的好处：可以防止内存中出现多份同样的字节码。如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，多个类加载器都去加载这个类到内存中，系统中将会出现多个不同的Object类，那么类之间的比较结果及类的唯一性将无法保证。

什么是类加载器，类加载器有哪些?

主要有一下四种类加载器:

• 启动类加载器：用来加载 Java 核心类库，无法被 Java 程序直接引用。
• 扩展类加载器：它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
• 系统类加载器：它根据应用的类路径来加载 Java 类。可通过ClassLoader.getSystemClassLoader(获取它。
• 自定义类加载器：通过继承java.lang.ClassLoader类的方式实现。

类的实例化顺序？

父类中的static代码块，当前类的static代码块
1. 父类的普通代码块
2. 父类的构造函数
3. 当前类普通代码块
4. 当前类的构造函数

如何判断一个对象是否存活？

引用计数法

这种方法很难解决对象之间相互循环引用的问题。比如下面的代码，obj1 和 obj2 互相引用，这种情况下，引用计数器的值都是1，不会被垃圾回收。

public class ReferenceCount {
    Object instance = null;
	public static void main(String[] args {
		ReferenceCount obj1 = new ReferenceCount(;
		ReferenceCount obj2 = new ReferenceCount(;
		obj1.instance = obj2;
		obj2.instance = obj1;
		obj1 = null;
		obj2 = null;
	}
}

可达性分析

GC Root对象为起点，从这些节点向下搜索，搜索所走过的路径叫引用链，当一个对象到GC Root没有任何的引用链相连时，说明这个对象是不可用的。

可作为GC Roots的对象有哪些？

虚拟机栈中引用的对象
1. 本地方法栈中Native方法引用的对象
2. 方法区中类静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象

什么情况下类会被卸载？

该类所有的实例都已经被回收。
• 加载该类的类加载器已经被回收。
• 该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

虚拟机可以对满足上述 3 个条件的类进行回收，但不一定会进行回收。

强引用、软引用、弱引用、虚引用是什么，有什么区别？

强引用：在程序中普遍存在的引用赋值，类似Object obj = new Object(这种引用关系。只要强引用关系还存在，垃圾收集器就永远不会回收掉被引用的对象。

软引用：如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。

//软引用
SoftReference<String> softRef = new SoftReference<String>(str;

弱引用：在进行垃圾回收时，不管当前内存空间足够与否，都会回收只具有弱引用的对象。

//弱引用
WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<String>(str;

虚引用：虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。虚引用主要是为了能在对象被收集器回收时收到一个系统通知。

GC是什么？为什么要GC？

Garbage Collection），垃圾回收，是Java与C++的主要区别之一。作为Java开发者，一般不需要专门编写内存回收和垃圾清理代码。这是因为在Java虚拟机中，存在自动内存管理和垃圾清理机制。对JVM中的内存进行标记，并确定哪些内存需要回收，根据一定的回收策略，自动的回收内存，保证JVM中的内存空间，防止出现内存泄露和溢出问题。

Minor GC 和 Full GC的区别？

Minor GC：回收新生代，因为新生代对象存活时间很短，因此 Minor GC会频繁执行，执行的速度一般也会比较快。

• Full GC：回收老年代和新生代，老年代的对象存活时间长，因此 Full GC 很少执行，执行速度会比 Minor GC 慢很多。

内存的分配策略？

对象优先在 Eden 分配

Eden 上分配，当 Eden 空间不够时，触发 Minor GC。

大对象直接进入老年代

-XX:PretenureSizeThreshold，大于此值的对象直接在老年代分配。

长期存活的对象进入老年代

-XX:MaxTenuringThreshold 可以设置对象进入老年代的年龄阈值。对象在Survivor区每经过一次 Minor GC，年龄就增加 1 岁，当它的年龄增加到一定程度，就会被晋升到老年代中。

动态对象年龄判定

MaxTenuringThreshold 才能晋升老年代，如果在 Survivor 中相同年龄所有对象大小的总和大于 Survivor 空间的一半，则年龄大于或等于该年龄的对象可以直接进入老年代，无需达到 MaxTenuringThreshold 年龄阈值。

空间分配担保

Minor GC 之前，虚拟机先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果条件成立的话，那么 Minor GC 是安全的。如果不成立的话虚拟机会查看 HandlePromotionFailure 的值是否允许担保失败。如果允许，那么就会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次 Minor GC；如果小于，或者 HandlePromotionFailure 的值为不允许担保失败，那么就要进行一次 Full GC。

Full GC 的触发条件？

调用 System.gc(

老年代空间不足

-Xmn 参数调大新生代的大小，让对象尽量在新生代被回收掉，不进入老年代。还可以通过 -XX:MaxTenuringThreshold 调大对象进入老年代的年龄，让对象在新生代多存活一段时间。

空间分配担保失败

JDK 1.7 及以前的永久代空间不足

java.lang.OutOfMemoryError。

垃圾回收算法有哪些？

标记清除法、标记整理法、复制算法、分代收集算法。

标记清除算法

产生大量不连续的空间碎片。

复制清除算法

特点：实现简单，运行高效，但可用内存缩小为了原来的一半，浪费空间。

标记整理算法

标记-清除算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。

分类收集算法

一般将堆分为新生代和老年代。

新生代使用复制算法
• 老年代使用标记清除算法或者标记整理算法

有哪些垃圾回收器？

垃圾回收器主要分为以下几种：Serial、ParNew、Parallel Scavenge、Serial Old、Parallel Old、CMS、G1。

Serial 收集器

单线程收集器，使用一个垃圾收集线程去进行垃圾回收，在进行垃圾回收的时候必须暂停其他所有的工作线程（ Stop The World ），直到它收集结束。

ParNew 收集器

Serial收集器的多线程版本，除了使用多线程进行垃圾收集外，其他行为、参数与 Serial 收集器基本一致。

Parallel Scavenge 收集器

新生代收集器，基于复制清除算法实现的收集器。特点是吞吐量优先，能够并行收集的多线程收集器，允许多个垃圾回收线程同时运行，降低垃圾收集时间，提高吞吐量。所谓吞吐量就是 CPU 中用于运行用户代码的时间与 CPU 总消耗时间的比值（吞吐量 = 运行用户代码时间 /（运行用户代码时间 + 垃圾收集时间））。Parallel Scavenge 收集器关注点是吞吐量，高效率的利用 CPU 资源。CMS 垃圾收集器关注点更多的是用户线程的停顿时间。

Parallel Scavenge收集器提供了两个参数用于精确控制吞吐量，分别是控制最大垃圾收集停顿时间的-XX：MaxGCPauseMillis参数以及直接设置吞吐量大小的-XX：GCTimeRatio参数。

-XX：MaxGCPauseMillis参数的值是一个大于0的毫秒数，收集器将尽量保证内存回收花费的时间不超过用户设定值。

• -XX：GCTimeRatio参数的值大于0小于100，即垃圾收集时间占总时间的比率，相当于吞吐量的倒数。

Serial Old 收集器

Serial 收集器的老年代版本，单线程收集器，使用标记整理算法。

Parallel Old 收集器

Parallel Scavenge 收集器的老年代版本。多线程垃圾收集，使用标记整理算法。

CMS 收集器

Concurrent Mark Sweep，并发标记清除，追求获取最短停顿时间，实现了让垃圾收集线程与用户线程基本上同时工作。

CMS 垃圾回收基于标记清除算法实现，整个过程分为四个步骤：

初始标记： 暂停所有用户线程（Stop The World），记录直接与 GC Roots 直接相连的对象 。
• 并发标记：从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象，耗时较长，但是不需要停顿用户线程。
• 重新标记： 在并发标记期间对象的引用关系可能会变化，需要重新进行标记。此阶段也会暂停所有用户线程。
• 并发清除：清除标记对象，这个阶段也是可以与用户线程同时并发的。

CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的。

优点：并发收集，停顿时间短。

缺点：

标记清除算法导致收集结束有大量空间碎片。
• 产生浮动垃圾，在并发清理阶段用户线程还在运行，会不断有新的垃圾产生，这一部分垃圾出现在标记过程之后，CMS无法在当次收集中回收它们，只好等到下一次垃圾回收再处理；

G1收集器

追求高吞吐量和低停顿之间的最佳平衡。

Region），有四种不同类型的分区：Eden、Survivor、Old和Humongous。分区的大小取值范围为 1M 到 32M，都是2的幂次方。分区大小可以通过-XX:G1HeapRegionSize参数指定。Humongous区域用于存储大对象。G1规定只要大小超过了一个分区容量一半的对象就认为是大对象。

特点：可以由用户指定期望的垃圾收集停顿时间。

初始标记。暂停所有其他线程，记录直接与 GC Roots 直接相连的对象，耗时较短 。
• 并发标记。从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出要回收的对象，耗时较长，不过可以和用户程序并发执行。
• 最终标记。需对其他线程做短暂的暂停，用于处理并发标记阶段对象引用出现变动的区域。
• 筛选回收。对各个分区的回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的停顿时间来制定回收计划，然后把决定回收的分区的存活对象复制到空的分区中，再清理掉整个旧的分区的全部空间。这里的操作涉及存活对象的移动，会暂停用户线程，由多条收集器线程并行完成。

常用的 JVM 调优的命令都有哪些？

jps：列出本机所有 Java 进程的进程号。

-m 输出main方法的参数
• -l 输出完全的包名和应用主类名
• -v 输出JVM参数

jps -lvm
//output
//4124 com.zzx.Application -javaagent:E:\IDEA2019\lib\idea_rt.jar=10291:E:\IDEA2019\bin -Dfile.encoding=UTF-8

jstack：查看某个 Java 进程内的线程堆栈信息。使用参数-l可以打印额外的锁信息，发生死锁时可以使用jstack -l pid观察锁持有情况。

jstack -l 4124 | more

输出结果如下：

"http-nio-8001-exec-10" #40 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x000000002542f000 nid=0x4028 waiting on condition [0x000000002cc9e000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method
        - parking to wait for  <0x000000077420d7e8> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175
        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039
        at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:442
        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:103
        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:31
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624
        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748

   Locked ownable synchronizers:
        - None

WAITING (parking指线程处于挂起中，在等待某个条件发生，来把自己唤醒。

jstat：用于查看虚拟机各种运行状态信息（类装载、内存、垃圾收集等运行数据）。使用参数-gcuitl可以查看垃圾回收的统计信息。
jstat -gcutil 4124
  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
  0.00   0.00  67.21  19.20  96.36  94.96     10    0.084     3    0.191    0.275

参数说明：

S0：Survivor0区当前使用比例

S1：Survivor1区当前使用比例

E：Eden区使用比例

O：老年代使用比例

M：元数据区使用比例

CCS：压缩使用比例

YGC：年轻代垃圾回收次数

FGC：老年代垃圾回收次数

FGCT：老年代垃圾回收消耗时间

GCT：垃圾回收消耗总时间

jmap：查看堆内存快照。通过jmap命令可以获得运行中的堆内存的快照，从而可以对堆内存进行离线分析。
>jmap -heap 4124
Attaching to process ID 4124, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.221-b11

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 6 thread(s

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 0
   MaxHeapFreeRatio         = 100
   MaxHeapSize              = 4238344192 (4042.0MB
   NewSize                  = 88604672 (84.5MB
   MaxNewSize               = 1412431872 (1347.0MB
   OldSize                  = 177733632 (169.5MB
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 327155712 (312.0MB
   used     = 223702392 (213.33922576904297MB
   free     = 103453320 (98.66077423095703MB
   68.37795697725736% used
From Space:
   capacity = 21495808 (20.5MB
   used     = 0 (0.0MB
   free     = 21495808 (20.5MB
   0.0% used
To Space:
   capacity = 23068672 (22.0MB
   used     = 0 (0.0MB
   free     = 23068672 (22.0MB
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 217579520 (207.5MB
   used     = 41781472 (39.845916748046875MB
   free     = 175798048 (167.65408325195312MB
   19.20285144484187% used

27776 interned Strings occupying 3262336 bytes.

jinfo：jinfo -flags 1。查看当前的应用JVM参数配置。
Attaching to process ID 1, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.111-b14
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=2 -XX:InitialHeapSize=31457280 -XX:MaxHeapSize=480247808 -XX:MaxNewSize=160038912 -XX:MinHeapDeltaBytes=196608 -XX:NewSize=10485760 -XX:OldSize=20971520 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops
Command line:

查看所有参数：java -XX:+PrintFlagsFinal -version。用于查看最终值，初始值可能被修改掉（查看初始值可以使用java -XX:+PrintFlagsInitial）。
[Global flags]
    uintx AdaptiveSizeDecrementScaleFactor          = 4                                   {product}
    uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale         = 10                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePausePolicy                   = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyCollectionCostMargin    = 50                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyInitializingSteps       = 20                                  {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyOutputInterval          = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveSizePolicyWeight                  = 10                                  {product}
    uintx AdaptiveSizeThroughPutPolicy              = 0                                   {product}
    uintx AdaptiveTimeWeight                        = 25                                  {product}
     bool AdjustConcurrency                         = false                               {product}
     bool AggressiveOpts                            = false                               {product}
     ....

对象头了解吗？
Java 内存中的对象由以下三部分组成：对象头、实例数据和对齐填充字节。
mark word、指向类信息的指针和数组长度（数组才有）。
mark word包含：对象的哈希码、分代年龄和锁标志位。
对齐填充字节：因为JVM要求对象占的内存大小是 8bit 的倍数，因此后面有几个字节用于把对象的大小补齐至 8bit 的倍数。
内存对齐的主要作用是：
平台原因：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
性能原因：经过内存对齐后，CPU的内存访问速度大大提升。

Object o = new Object(占用多少个字节？
首先先分析对象的内存布局。
对象头（Object Header）：包括关于堆对象的布局、类型、GC状态、同步状态和标识哈希码的基本信息。由两个词mark word和classpointer组成，如果是数组对象的话，还会有一个length field。
mark word：通常是一组位域，用于存储对象自身的运行时数据，如hashCode、GC分代年龄、锁同步信息等等。占用64个比特（64位系统），8个字节。
classpointer：类指针，是对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。占用64个比特（64位系统），8个字节。开启压缩类指针后，占用32个比特，4个字节。

实例数据（Instance Data）：存储了代码中定义的各种字段的内容，包括从父类继承下来的字段和子类中定义的字段。如果对象无属性字段，则这里就不会有数据。根据字段类型的不同占不同的字节，例如boolean类型占1个字节，int类型占4个字节等等。为了提高存储空间的利用率，这部分数据的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数和字段在Java源码中定义顺序的影响。
对齐填充（Padding）：对象可以有对齐数据也可以没有。默认情况下，Java虚拟机堆中对象的起始地址需要对齐至8的整数倍。如果一个对象的对象头和实例数据占用的总大小不到8字节的整数倍，则以此来填充对象大小至8字节的整数倍。

为什么要对齐填充？字段内存对齐的其中一个原因，是让字段只出现在同一CPU的缓存行中。如果字段不是对齐的，那么就有可能出现跨缓存行的字段。也就是说，该字段的读取可能需要替换两个缓存行，而该字段的存储也会同时污染两个缓存行。这两种情况对程序的执行效率而言都是不利的。其实对其填充的最终目的是为了计算机高效寻址。


在开启指针压缩的情况下，markword占用8字节，classpointer占用4字节，Instance data无数据，总共是12字节，由于对象需要为8的整数倍，Padding会补充4个字节，总共占用16字节。

在没有开启指针压缩的情况下，markword占用8字节，classpointer占用8字节，Instance data无数据，也是占用16字节。

main方法执行过程
以下是示例代码：
public class Application {
    public static void main(String[] args {
        Person p = new Person("大彬";
        p.getName(;
    }
}

class Person {
    public String name;

    public Person(String name {
        this.name = name;
    }

    public String getName( {
        return this.name;
    }
}

执行main方法的过程如下:
编译Application.java后得到 Application.class 后，执行这个class文件，系统会启动一个 JVM 进程，从类路径中找到一个名为 Application.class 的二进制文件，将 Application 类信息加载到运行时数据区的方法区内，这个过程叫做类的加载。
JVM 找到 Application 的主程序入口，执行main方法。

main方法的第一条语句为 Person p = new Person("大彬" ，就是让 JVM 创建一个Person对象，但是这个时候方法区中是没有 Person 类的信息的，所以 JVM 马上加载 Person 类，把 Person 类的信息放到方法区中。
加载完 Person 类后，JVM 在堆中分配内存给 Person 对象，然后调用构造函数初始化 Person 对象，这个 Person 对象持有指向方法区中的 Person 类的类型信息的引用。
执行p.getName(时，JVM 根据 p 的引用找到 p 所指向的对象，然后根据此对象持有的引用定位到方法区中 Person 类的类型信息的方法表，获得 getName( 的字节码地址。
执行getName(方法。

对象创建过程

类加载检查：当虚拟机遇到一条 new 指令时，首先检查是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有，那先执行类加载。

分配内存：在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为对象实例分配内存。

初始化。分配到的内存空间都初始化为零值，通过这个操作保证了对象的字段可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

设置对象头。Hotspot 虚拟机的对象头包括：存储对象自身的运行时数据（哈希码、分代年龄、锁标志等等）、类型指针和数据长度（数组对象才有），类型指针就是对象指向它的类信息的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

按照Java代码进行初始化。

如何排查 OOM 的问题？

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 和-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof，当OOM发生时自动 dump 堆内存信息到指定目录

查看服务器运行日志日志，捕捉到内存溢出异常
jstat 查看监控JVM的内存和GC情况，评估问题大概出在什么区域
使用MAT工具载入dump文件，分析大对象的占用情况

什么是内存溢出和内存泄露？
内存溢出指的是程序申请内存时，没有足够的内存供申请者使用，比如给了你一块存储int类型数据的存储空间，但是你却存储long类型的数据，那么结果就是内存不够用，此时就会报错OOM，即内存溢出。
内存不可用的情况。这种情况重启计算机可以解决，但也有可能再次发生内存泄露。内存泄露和硬件没有关系，它是由软件设计缺陷引起的。
比如操作数据库时，通过SessionFactory获取一个session：
Session session=sessionFactory.openSession(;

完成后我们必须调用session.close(方法关闭，否则就会产生内存泄露，因为sessionFactory这个长生命周期对象一直持有session这个短生命周期对象的引用。
内存泄露可以通过完善代码来避免，内存溢出可以通过调整配置来减少发生频率，但无法彻底避免。

尽早释放无用对象的引用。比如使用临时变量的时候，让引用变量在退出活动域后自动设置为null，暗示垃圾收集器来收集该对象，防止发生内存泄露。

尽量少用静态变量。因为静态变量是全局的，GC不会回收。

避免集中创建对象尤其是大对象，如果可以的话尽量使用流操作。
尽量运用池化技术（数据库连接池等）以提高系统性能。

避免在循环中创建过多对象。

参考资料
周志明. 深入理解 Java 虚拟机 [M]. 机械工业出版社
            
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