[移动开发]Android实习面试准备——java基础（三）

1、JVM DVM ART的区别

????????JVM是java语言编译代码的运行平台，JVM结构包括运行时数据区、执行引擎、本地方法库和本地方法接口组成。DVM是Dalvik虚拟机，是Google专门为Android平台开发的虚拟机，DVM并不是JVM，因为它没有遵循JVM的规范。DVM与JVM的区别在于：

????????（1）基于的架构不同。JVM是基于栈的，拷贝数据时需要大量的出入栈的指令和更多的内存访问次数，这会导致速度更慢，所以JVM并不适合性能有限的移动设备。而DVM是基于寄存器的，不需要在复制数据时使用大量的出入栈指令，并且指令更加紧凑和简洁，但是由于DVM的指令需要显示指定操作数，指令会更大，但由于指令数量的减少，总的代码数不会增加多少。

????????（2）执行的字节码不同。java中类会被编译成一个或多个.class文件，每个.class文件中包含了类的相关信息，然后打包成.jar文件，之后JVM会根据相应的.class和.jar文件获取相应的字节码。党jvm加载.jar文件的时候，需要加载里面所有的.class文件，这种加载方式速度较慢，并不适合内存有限的移动设备。

????????DVM会通过dx工具将所有.class文件整合为一个.dex文件，还会去除.class文件里的冗余信息，然后从.dex文件中读取指令和数据，这样就减少了IO操作，提高了类的查找速度。

????????从Android5.0开始，ART就开始替代DVM，ART与DVM的区别在于：

? ? ? ? DVM执行的是dex字节码，而ART执行的是本地机器码。DVM执行的是dex字节码，一般的代码是解释执行，热点代码会在运行时动态的编译成机器码，然后再执行。但是将dex字节码翻译成本地机器码的过程是在程序运行的时候，而且程序每一次重新运行的时候，都要重新编译一次。因此，就算采用了JIT，DVM的性能还是不能与直接执行本地机器码的ART相比。

? ? ? ? 在ART中，每次程序安装时会进行一次AOT，也就是将字节码预编译成机器码并存储在本地，这样程序执行时就不需要执行编译了，效率更高，启动更快，但是这样就增加了系统安装应用的时间，并且更占用内存。

2、描述GC机制。Class会不会回收？用不到的Class怎么回收

????????在JVM的运行时数据区里，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈是线程私有的，和线程的生命周期相同。程序计数器就是一小块内存空间，线程创建时就已经确定。栈中的栈帧分配的内存基本上在类结构确定下来时也是已知的，所以这几个区域都不用考虑内存回收的问题，方法结束或者线程结束，内存自然就被回收了。

? ? ? ? 而堆和方法区是线程共有的，只有程序运行时才知道需要创建多少对象，这部分的内存分配是不确定的，GC回收关注的就是这两个区域。

? ? ? ? 而判断对象能否被回收，有两个算法：引用计数法和可达性分析算法，引用计数法无法解决循环引用的问题，有一定缺陷，目前采用的是可达性分析算法。可达性分析算法是指从GC root对象为起始点，根据引用关系向下搜索，搜索经过的路径称为引用链，如果某个对象和GC root对象之间没有通过引用链相连，那么这个对象就可以被回收。

? ? ? ? GC root对象有：

?????????a. 虚拟机栈中局部变量表引用的对象（正在执行的方法中局部变量指向的对象）

? ? ? ? ?b. 方法区中静态引用指向的对象（类中static修饰的变量指向的对象）

? ? ? ? ?c. 方法区中常量引用的对象

? ? ? ? ?d. 仍处于存活状态中的线程对象

? ? ? ? ?e. Native方法中JNI引用的对象

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????????而无论是哪个引用算法，都与应用有关。JDK1.2以前，如果引用类型的数据的值是另一块内存的地址，就称这个引用数据为这块内存或者对象的引用，但是这太绝对了，一个对象只有被引用和没被引用两种状态，引用了就不被回收，没被引用就回收。如果我们想表示那些“内存不足时回收，内存充足时保留”的对象就没办法了。所以java对引用的概念进行了扩展，分为了四种引用：强引用、软引用、弱引用、虚引用，引用强度从左到右依次减弱。这样就可以让程序自己决定对象的生命周期，垃圾回收器即根据不同的引用进行不同的处理。? ? ?

????????（1）强引用：Object obj = new Object()，把一个对象赋给一个变量，这个引用变量就是一个强引用。当一个对象被一个强引用变量引用时，除非超过了引用的作用域，否则是不可能被垃圾回收器回收的。

? ? ? ? （2）软引用：SoftReference<Object> s = new SoftReference<Object>(obj)，用来描述有用但非必需的对象，当内存不足的时候才会软引用引用的对象进行回收。一般用在对内存敏感的程序中，比如高速缓存。

? ? ? ? （3）弱引用：WeakReference<Object> w = new WeakReference<Object>(obj)，用来描述非必需对象，不管内存是否足够，都会对其进行回收。ThreadLocal中就存在着弱引用，ThreadLocal之后在Handler机制中再总结。

? ? ? ? （4）虚引用：虚引用对对象的生命周期完全没有影响，如果一个对象被虚引用引用，那么就和没有引用一样，任何时候都可能被垃圾回收，不能单独使用，也不能通过虚引用操作对象（PhantomReference.get()总是返回null）。

????????

? ? ? ? GC回收的垃圾收集算法主要四种，目前采用的最多的是分代收集算法：

? ? ? ? （1）标记-清除算法：通过可达性分析之后存活的对象保留，需要回收的对象进行标记，然后将其起始地址和结束地址放到一个空闲地址链表中，下一次内存分配的时候从这个链表中进行查找。这个方法速度快，但是容易产生内存碎片。

? ? ? ? （2）标记-整理算法：通过可达性分析之后，将存活的对象都整理到内存的一端，并清理边界之外的空间。这个方法不会产生内存碎片，但是牵扯到对象的移动，地址的改变，速度慢。

? ? ? ? （3）复制算法：将现有的内存空间分为两块，称为from区和to区。首先进行可达性分析，将from中存活的对象复制到to区，然后交换from和to。这个方法不会产生内存碎片，但是会占用双倍的内存空间。

? ? ? ? （4）分代回收算法：新创建的对象在新生代中分配内存，此区域的对象一般生命周期较短，垃圾回收的效率也很高，一般采用的是复制算法。如果经过多次垃圾回收后依然存活，则晋升至老年代中。新生对分为伊甸园Eden区、from区和to区，新对象创建时默认采用伊甸园Eden中的空间，Eden空间不足的时候会触发minor gc，将垃圾对象回收清除，并将Eden和幸存区from中存活的对象复制到幸存区to中，并且对象年龄加1，然后交换from和to。 幸存区中的对象寿命如果超过阈值（默认15），就会晋升到老年代。如果新创建的对象比较大，并且新生代空间不足，也会直接放至老年代。而老年代的对象因为生命周期较长，不需要过多的复制操作，一般采用标记-整理算法。

? ? ? ? Class存在方法区中，方法区的回收主要分为两部分：废弃的常量和不再使用的Class。判定一个常量是否废弃，和对象类似，只有这个常量不再被引用，就会被回收。而Class的回收则需要满足3个条件：

? ? ? ? （1）该类的所有实例都已经被回收，也就是堆中不再存在该类及其所有子类的实例。

? ? ? ? （2）加载该类的类加载器被回收。

? ? ? ? （3）该类对应的Class对象没有被引用，无法在任何地方通过反射调用其方法

? ? ? ? 但是满足了这三个条件，不代表就一定被回收，只是说允许被回收，是否要回收，可以通过参数?-Xnoclassgc 进行控制。

3、StackOverFlow与OOM的区别？分别发生在什么时候，JVM栈中存储的是什么，堆存储的是什么

? ? ? ? StackOverFlow是栈溢出，线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度，一般是递归调用引起的。OOM是Out of Memory，当堆中没有内存分配实例并且堆也无法扩展时，或者栈进行动态扩展时无法分配足够的内存时抛出的异常。

? ? ? ? JVM栈中存储的是栈帧，栈帧是方法被调用时创建的，栈帧中包含的是局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息，局部变量表中存储的是基本数据类型的局部变量和对对象的引用，不存储对象的内容。操作数栈可以理解为栈帧中用于计算的临时数据存储区。

? ? ? ? JVM堆中存储的是new出来的对象，所以对象实例和数组都在堆上分配。

4、Java虚拟机和Dalvik虚拟机的区别

????????这个在上面的第一题已经说过了。