JVM
JVM（Java Virtual Machine）是 Java 能实现「一次编译，到处运行」的核心，也是深入理解 Java 语言的必经之路。
从 .class 文件的加载，到堆内存的分配，到垃圾的回收，到字节码的执行——每一步都藏着大量知识点。这一模块，把 JVM 的全貌展现在你面前。
模块内容
JVM 体系结构
先从全局看 JVM，了解它的组成部分。
- JVM 整体架构图解：类加载子系统、运行时数据区、执行引擎、本地接口
- 类加载子系统与类加载器分类：Bootstrap / Ext / App ClassLoader 三层结构
- 双亲委派模型与打破方式：parent.loadClass() 递归委托、JDBC 的例外
- ClassLoader 源码解析与自定义类加载器：findClass()、热部署原理
- 类的主动加载与被动加载：new vs 静态字段 vs 常量池的加载时机差异
运行时数据区
JVM 的内存布局，是排查 OOM 和性能问题的地图。
- 运行时数据区总览与各区域作用：线程私有 vs 共享、直接内存
- 程序计数器：线程私有与分支跳转：唯一没有 OOM 的区域
- 虚拟机栈：栈帧结构与操作数栈：局部变量表 / 操作数栈 / 动态链接 / 返回地址
- 本地方法栈：JNI 调用栈
- 堆内存：年轻代、老年代、TLAB：Eden / Survivor / Old、对象分配流程、TLAB 机制
- 方法区：JDK 7 PermGen vs JDK 8 Metaspace：★ 面试高频：永久代与元空间的本质区别
- 运行时常量池与字符串常量池：两种常量池的关系与区别
- 直接内存（堆外内存）与 NIO：DirectByteBuffer、零拷贝、MaxDirectMemorySize
垃圾回收
GC 是 JVM 中知识点最密集的部分，也是面试的重灾区。
- GC 判断对象存活算法：引用计数 vs 可达性分析（GC Roots）
- 四种引用：强引用、软引用、弱引用、虚引用：WeakReference / SoftReference / PhantomReference
- 分代收集理论：弱分代假说 / 强分代假说、空间分配担保
- Minor GC vs Major GC vs Full GC：G1 打破了传统的分类、Full GC 触发条件
- 垃圾收集算法：标记-清除（碎片化）/ 复制（内存减半）/ 标记-整理（移动开销）
- 垃圾收集器分类与组合关系图：年轻代 vs 老年代收集器一览
- Serial / Serial Old：单线程王者、STW
- ParNew：多线程年轻代收集器：CMS 的默认搭档
- Parallel Scavenge / Parallel Old：吞吐量优先、自适应调节
- CMS：并发标记-清除收集器：★ JDK 8 常用、四步过程、concurrent mode failure
- G1：Region 化分代收集器：★ JDK 9+ 默认、Humongous 区、Mixed GC
- ZGC / Shenandoah：低延迟收集器：< 1ms 停顿、染色指针、STW 问题终结者
- GC 日志分析实战：GCViewer / GCEasy 工具
- Full GC 问题排查与调优：频繁 Full GC 的根因分析与调优策略
性能监控与调优
OOM 问题定位和性能调优，是每个高级 Java 工程师的必备技能。
- OutOfMemoryError 各类型与原因分析：Heap Space / Metaspace / Direct Buffer / StackOverflow / Unable to create new native thread
- 堆内存溢出（Heap Space OOM）排查：jmap + MAT、Dominator Tree
- 虚拟机栈溢出（StackOverflowError）排查：递归深度、-Xss 参数
- Metaspace 溢出排查：类加载过多、CGLIB 动态代理
- jstat、jmap、jstack、jhat 工具使用：JVM 诊断工具全家桶
- MAT 内存分析工具实战：Histogram / Dominator Tree / Leak Suspects
- Arthas 诊断工具使用：dashboard / trace / watch / jad / thread
- JVM 参数配置与调优经验：吞吐量优先 vs 延迟优先配置方案
- CPU 高占用分析：Arthas trace 与火焰图：四步定位法、profiler 生成火焰图
字节码与编译优化
理解字节码，才能真正读懂 JVM 在做什么。
- 字节码入门：常用字节码指令：aload/astore / invokevirtual / monitorenter / ...
- 反编译工具：javap -c -v / jclasslib / IDEA 插件
- JIT 即时编译：解释器 vs JIT、分层编译、热点探测
- 逃逸分析：标量替换与栈上分配：-XX:+DoEscapeAnalysis、同步消除
- 方法内联与热点代码探测：虚方法内联、morphic / bimorphic / megamorphic
学习路线建议
第一阶段：JVM 架构 → 类加载 → 双亲委派（全局认知）
↓
第二阶段：运行时数据区 → 方法区 vs Metaspace ★（理解内存布局）
↓
第三阶段：GC 算法 → 各收集器 → CMS vs G1 vs ZGC ★（GC 全貌）
↓
第四阶段：OOM 排查 → JVM 工具 → 性能调优（工程实践）
↓
第五阶段：字节码 → JIT → 逃逸分析（深度理解执行过程）面试核心考点
| 高频考点 | 关联文档 |
|---|---|
| JDK 7 PermGen vs JDK 8 Metaspace | 方法区 |
| 垃圾收集器组合 | CMS、G1、ZGC、组合关系 |
| 三大 GC 算法 | GC 算法 |
| Full GC 触发条件 | Minor/Major/Full GC |
| OOM 类型与排查 | OOM 总览、Heap OOM、Metaspace OOM |
| 双亲委派模型 | 双亲委派 |
| JVM 内存区域 | 运行时数据区 |
| JIT 编译优化 | 逃逸分析、方法内联、JIT |
| JVM 调优工具 | Arthas、JVM 工具、MAT |