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通过面试题虚拟机栈的方法技巧

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众所周知,栈只有进栈和出栈两种操作,所以它是一种快速有效的分配存储方式。对于它来说,它不存在垃圾回收问题,但是它的大小是动态的或者固定不变的,因此它会存在栈溢出或者内存溢出问题......

面试官:打断一下啊,你刚才说会存在栈溢出和内存溢出问题,那你能分别说一下为什么会出现这种情况吗?

阿Q:可以可以,我们知道虚拟机栈由栈帧组成,每一个方法的调用都对应着一个栈帧的入栈。我们可以通过-Xss参数来设置栈的大小,假设我们设置的虚拟机栈大小很小,当我们调用的方法过多,也就是栈帧过多的话,就会出现StackOverflowError,即栈溢出问题。

假如我们的栈帧不固定,设置为动态扩展的,那在我们的内存不足时,也就没有足够的内存来支持栈的扩展,这个时候就会出现OOM异常,即内存溢出问题。

面试官:嗯嗯(点头状),示意小伙子思路很清晰呀,那你刚才说到栈帧设置的太小会导致栈帧溢出问题,那我们设置的大点不就可以完全避免栈溢出了嘛。

阿Q:一听就是要给我挖坑呀,像我们一般都比较崇尚中庸之道,所以一听到这种绝对的问题,必须机灵点:不不不,调整栈的大小只可以延缓栈溢出的时间或者说减少栈溢出的风险。

举个????吧
  1. 假如一个业务逻辑的方法调用需要5000次,但是此时抛出了栈溢出的错误。我们可以通过设置-Xss来获取更大的栈空间,使得调用在7000次时才会溢出。此时调整栈大小就变得很有意义,因为这样就会使得业务能正常支持。

  2. 那假如是有死递归的情况则无论怎么提高栈大小都会溢出,这样也就没有任何意义了。

面试官:好的,那你看一下这个简单的小程序,你能大体说一下它在内存中的执行过程吗?

 public void test() {
      byte i = 15;
      int j = 8;
      int k = i + j;
}

通过面试题虚拟机栈的方法技巧

来张图,便于大家更好地理解

通过面试题虚拟机栈的方法技巧

阿Q:先把该代码编译一下,然后查看它的字节码文件。如上图中左边所示,执行过程如下:

  1. 首先将要执行的指令地址0存放到PC寄存器中,此时,局部变量表和操作数栈的数据为空;

  2. 当执行第一条指令bipush时,将操作数15放入操作数栈中,然后将PC寄存器的值置为下一条指令的执行地址,即2

  3. 当执行指令地址为2的操作指令时,将操作数栈中的数据取出来,存到局部变量表的1位置,因为该方法是实例方法,所以0位置存的是this的值,PC寄存器中的值变为3;

  4. 同步骤2和3将8先放入操作数栈,然后取出来存到局部变量表中,PC寄存器中的值也由3->5->6

  5. 当执行到地址指令为678时,将局部变量表中索引位置为12的数据重新加载到操作数栈中并进行iadd加操作,将得到的结果值存到操作数栈中,PC寄存器中的值也由6->7->8->9

  6. 执行操作指令istore_3,将操作数栈中的数据取出存到局部变量表中索引为3的位置,执行return指令,方法结束。

面试官:内心OS:这小子貌似还可以呀。说的还不错,那你能说一下方法中定义的局部变量是否线程安全吗?

阿Q:那我再用几个例子来说一下吧。

public class LocalParaSafeProblem {


    /**
     * 线程安全的
     * 虽然StringBuilder本身线程不安全,
     * 但s1 变量只存在于这个栈帧的局部变量表中,
     * 因为栈帧是每个线程独立的一份,
     * 所以这里的s1是线程安全的
     */
    public static void method01() {
        // 线程内部创建的,属于局部变量
        StringBuilder s1 = new StringBuilder();
        s1.append("a");
        s1.append("b");
    }

    /**
     * 线程不安全
     * 因为此时StringBuilder是作为参数传入,
     * 外部的其他线程也可以访问,所以线程不安全
     */
    public static void method02(StringBuilder stringBuilder) {
        stringBuilder.append("a");
        stringBuilder.append("b");
    }

    /**
     * 线程不安全
     * 此时StringBuilder被多个线程同时操作
     */
    public static void method03() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        new Thread(() -> {
            stringBuilder.append("a");
            stringBuilder.append("b");
        }, "t1").start();

        method02(stringBuilder);
    }

    /**
     * 线程不安全
     * 因为此时方法将StringBuilder返回出去了
     * 外面的其他线程可以直接修改StringBuilder这个引用了所以不安全
     */
    public static StringBuilder method04() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("a");
        stringBuilder.append("b");
        return stringBuilder;
    }


    /**
     * StringBuilder是线程安全的
     * 此时stringBuilder值在当前栈帧的局部变量表中存在,
     * 其他线程无法访问到该引用,
     * 方法执行完成之后此时局部变量表中的stringBuilder的就销毁了
     * 返回的stringBuilder.toString()线程不安全
     * 最后的返回值将toString返回之后,其他线程可以操作而String本身是线程不安全的。
     */
    public static String method05() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("a");
        stringBuilder.append("b");
        return stringBuilder.toString();
    }
}

到此,相信大家对“通过面试题虚拟机栈的方法技巧”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是创新互联网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!


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