面试系列二:精选大数据面试真题JVM专项-附答案详细解析

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面试系列二:精选大数据面试真题JVM专项-附答案详细解析

大数据笔面试系列文章分为两种类型:混合型(即一篇文章中会有多个框架的知识点—融会贯通);专项型(一篇文章针对某个框架进行深入解析—专项演练)。

此篇文章为系列文章的第二篇(JVM专项)

第一题:JVM内存相关(百度) 问:JVM内存模型了解吗,简单说下

答:

因为这块内容太多了,许多小伙伴可能记不住这么多,所以下面的答案分为简答和精答

JVM 运行时内存共分为程序计数器,Java虚拟机栈,本地方法栈,堆,方法区五个部分:

面试系列二:精选大数据面试真题JVM专项-附答案详细解析

注:JVM调优主要就是优化 Heap 堆 和 Method Area 方法区

程序计数器(线程私有):

简答: 每个线程都有一个程序计算器,就是一个指针,指向方法区中的方法字节码(下一个将要执行的指令代码),由执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的内存空间,几乎可以忽略不记。

精答:占据一块较小的内存空间,可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机概念模型里,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,分支,循环,跳转,异常处理,线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

由于jvm的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的,在任何一个确定的时刻,一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此未来线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,独立存储,我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的则是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;

如果正在执行的是Native方法,这个计数器则为空(undefined)。

此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域

Java虚拟机栈(线程私有):

简答:主管Java程序的运行,在线程创建时创建,它的生命期是跟随线程的生命期,线程结束栈内存也就释放,对于栈来说不存在垃圾回收问题,只要线程一结束该栈就Over,生命周期和线程一致,是线程私有的。基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配。

精答:线程私有,生命周期和线程相同,虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型,每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息。每一个方法从调用直至完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本类型数据(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用、returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。

其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量表空间(slot),其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期完成分配,当进入一个方法时,这个方法所需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

在Java虚拟机规范中,对此区域规定了两种异常状况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将会抛出Stack OverflowError异常;如果虚拟机栈可以动态扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈(线程私有):

简答:本地方法栈为虚拟机中使用到的native方法服务,native方法作用是融合不同的编程语言为Java所用,它的初衷是融合C/C++程序,Java诞生的时候C/C++横行的时候,要想立足,必须有调用C/C++程序,于是就在内存中专门开辟了一块区域处理标记为native的代码。

精答:本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用非常相似,他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机中使用到的native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定,因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一,与虚拟机栈一样也会抛出Stack OverflowError异常和OutOfMemoryError异常。

Java堆(线程共享):

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