百度面试题解析：新生代分区、垃圾回收算法、虚拟机栈和类加载（四）

#### 23. 新生代为什么又分为Eden、S0和S1？

JVM的堆被分为三个主要区域：Eden区、S0区（Survivor 0区）和S1区（Survivor 1区）。这三个区域的划分是为了优化内存管理和垃圾回收（GC）过程，尤其是在新生代区域，目的是减少对象分配时的停顿时间，提高性能。

- **Eden区**：  
Eden区是新生代区域的主要部分，所有新创建的对象都分配在这里。当Eden区满了，JVM会触发一次垃圾回收，即**Minor GC**。通常，大部分新对象都在GC后被清除，因此Eden区的对象存活时间短暂。

- **S0区和S1区（Survivor区）**：  
新生代有两个Survivor区，S0和S1。它们用于存放Eden区存活下来的对象。当Eden区垃圾回收后，存活的对象会被移动到其中一个Survivor区。Survivor区主要的作用是存活对象的转移和进一步筛选。

  - **S0区和S1区的交换**：  
在每次垃圾回收时，S0和S1区会交换角色。比如，如果Eden区回收后，存活的对象会移到S0区，那么下一次GC时，S0区的对象可能会移动到S1区，反之亦然。

  - **优点**：  
新生代分为Eden和两个Survivor区的目的是通过**多次复制**，有效地管理对象的存活。对象只有在多次GC后才有可能晋升到老年代，从而提高了GC效率，减少了长时间停顿的情况。

#### 24. 标记算法？

**标记算法**是最基础的垃圾回收算法，其主要步骤包括：
1. **标记阶段**：  
从GC Roots（垃圾回收根对象）开始，标记所有可以到达的对象。这个阶段会遍历整个对象图，标记出所有存活的对象。

2. **清理阶段**：  
清理所有没有被标记的对象，这些对象被认为是不可达的、可以回收的。

标记算法的优点是简单，但缺点是需要进行两次遍历，而且会存在“内存碎片”的问题，即对象清理后会留下不连续的内存空间，影响后续的内存分配。

#### 25. 可达性分析工作原理？哪些可以作为GC Roots根？

**可达性分析**是垃圾回收算法中的一种核心思想。它通过从GC Roots对象出发，遍历所有能够直接或间接到达的对象，并标记这些对象为“可达”对象。那些无法通过GC Roots访问到的对象就会被认为是不可达的，并最终被回收。

**GC Roots** 是垃圾回收的起点，通常包括以下几种对象：
1. **虚拟机栈中的引用**：  
每个线程的虚拟机栈中可能会保存一些局部变量引用（例如方法参数、局部变量等）。这些引用属于GC Roots的一部分。

2. **静态字段**：  
类的静态字段保存在方法区中，它们通常是常驻内存的，因此类的静态字段也可以作为GC Roots。

3. **活动线程**：  
当前正在运行的线程和它们的栈帧中的局部变量引用也可以作为GC Roots。

4. **JNI引用**：  
JNI（Java Native Interface）中的引用对象也属于GC Roots。

通过可达性分析，JVM能够确定哪些对象是“活跃”的，哪些是“不再使用”的。

#### 26. 虚拟机栈局部变量表存什么？

**虚拟机栈**用于存储方法调用时的栈帧，每个方法在调用时都会创建一个栈帧。栈帧中包含多个部分，其中最重要的是**局部变量表**。

**局部变量表存储的内容**：
- **方法的参数**：  
每个方法的参数会被存储在局部变量表中，按顺序存放。基本数据类型（如`int`、`float`等）会占一个槽位，引用类型（如对象）也占一个槽位。

- **局部变量**：  
局部变量包括方法中的局部变量和临时变量。这些变量仅在方法调用过程中有效，当方法结束后，它们会被销毁。

- **操作数栈的指针**：  
每个栈帧有一个指向操作数栈的指针。操作数栈用于存储方法执行过程中计算的中间结果。

#### 27. class加载过程讲一下？

**类加载过程**是JVM将类文件（.class文件）加载到JVM内存中的过程，主要包括以下几个步骤：

1. **加载（Load）**：  
类加载器读取.class文件，将它们加载到内存中，生成`Class`对象。这个过程由**类加载器**（ClassLoader）负责。

2. **验证（Verify）**：  
验证加载的类是否符合JVM的规范，确保字节码文件不会破坏JVM的安全性和完整性。

3. **准备（Prepare）**：  
为类的静态变量分配内存并设置默认值。这个过程是为了初始化类的静态变量，保证类的静态字段有默认值。

4. **解析（Resolve）**：  
解析符号引用，即把类中的符号引用（如类、方法、字段）转换成直接引用。比如将类的符号引用转化为内存中的地址。

5. **初始化（Initialize）**：  
初始化阶段，类的静态变量会被赋予实际的值，静态代码块也会被执行。这个阶段只会发生一次。

#### 28. new对象，发生了什么过程？

在Java中，使用`new`关键字创建对象时，JVM会执行一系列操作：

1. **分配内存**：  
首先，JVM会为新对象分配内存空间。内存分配的位置通常在堆内存中。

2. **初始化零值**：  
在分配内存后，JVM会给对象的字段设置默认值。例如，数值类型的字段会被设置为`0`，引用类型的字段会被设置为`null`。

3. **调用构造方法**：  
一旦内存分配和字段初始化完成，JVM会调用该类的构造方法进行初始化。构造方法可以有初始化逻辑，例如为对象字段赋具体值。

4. **返回对象的引用**：  
最后，`new`关键字会返回新创建的对象的引用，供后续使用。

在整个过程中，如果类没有被加载过，JVM会触发类加载机制，加载该类并执行相关步骤。通过`new`关键字创建的对象最终会存放在堆内存中，且所有的对象都会经历垃圾回收过程。