インタビュー: 仮想マシン スタックに関する 5 つの質問それを聞いて嬉しかったです。

インタビュー: 仮想マシン スタックに関する 5 つの質問それを聞いて嬉しかったです。

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面接に向かう途中

「チン、チン、チン…」マスター、ここはどこですか?まだ面接に急がなければなりません。

「マスター:」 もうすぐです。次の交差点に着きます。私は本当にこの人たちを尊敬しています。彼らは運転できないのに、とにかく車に乗ろうとし続けている。

運転手の苦情を聞いていると、リメリック(韻文)を思い出さずにはいられなかった。赤いテールランプがいたるところに灯り、汽笛の音が耳に響く。長い間の遅延を心配し、頭は雷のように落ち込んでいます。

車を降りるとすぐに、素晴らしいホテルに駆け込みました。いやいや、それはビジネスビルです。ロビーはとても豪華で、ちょっと幻想的な気分になりました。

面接プロセス

「ノック、ノック、ノック」「どうぞお入りください」

「インタビュアー:」あなたはハンサムな若者ですね。若者たちはエネルギーに満ち溢れている。簡単な自己紹介をお願いします。

「阿Q:」こんにちは、インタビュアーさん。私の名前は「シャドウロード」です。私はイオニア出身です。私はリーグ・オブ・レジェンドで最強のミッドレーナーです(異論は受け付けません)。ソロキルに関しては誰も私に勝てません。私のモットーは「見えない刃こそが最も致命的である」です。もちろん、Ah Qと呼んでいただいても結構です。こちらが私の履歴書です。

「インタビュアー:」Ah Q、挨拶はやめて、本題に入りましょう。 JVM に関する知識が最も豊富に書かれているので、まずは仮想マシン スタックに関する理解についてお話しください。

「阿Q:」 心の中で思うこと: この波は自慢する価値がある。咳...咳...仮想マシン スタックは、初期の頃は Java スタックとも呼ばれていました。 JVM のランタイムデータ領域に存在するメモリ領域です。これはスレッドプライベートであり、スレッドの作成時に作成され、スレッドが終了すると終了します。

えーと。 。 。考えるふりをする??

ご存知のとおり、スタックにはプッシュとポップという 2 つの操作しかないため、ストレージを割り当てる高速かつ効率的な方法です。この場合、ガベージ コレクションの問題はありませんが、サイズが動的または固定されているため、スタック オーバーフローまたはメモリ オーバーフローの問題が発生します...

インタビュアー: すみません、先ほどスタック オーバーフローとメモリ オーバーフローの問題が発生するとおっしゃいましたが、なぜこのような状況が発生するのか説明していただけますか?

「Ah Q:」はい、はい、仮想マシン スタックはスタック フレームで構成されており、各メソッド呼び出しはスタック フレームのプッシュに対応することはわかっています。 -Xss パラメータを使用してスタック サイズを設定できます。設定した仮想マシンのスタック サイズが非常に小さい場合、メソッドの呼び出しが多すぎると、つまりスタック フレームが多すぎると、StackOverflowError が発生し、スタック オーバーフローの問題が発生してしまいます。

スタック フレームが固定されておらず、動的に拡張するように設定されている場合、メモリが不足すると、スタックの拡張をサポートするのに十分なメモリがなくなります。このとき、OOM例外、つまりメモリオーバーフロー問題が発生します。

「インタビュアー:」ふーむ(うなずきながら)、若者は明確な考えを持っていることを示しています。スタック フレームを小さく設定しすぎると、スタック フレームのオーバーフローが発生するとおっしゃいました。もっと大きく設定すればスタックオーバーフローを完全に回避できるのではないでしょうか?

「阿Q:」これは私にとって罠のようです。私たちのような人間は、一般的に中庸の原則を主張する傾向があるため、このような絶対的な質問を聞くと、賢明に答えなければなりません。いいえ、いいえ、いいえ、スタック サイズを調整しても、スタック オーバーフローの時間を「遅らせる」か、スタック オーバーフローのリスクを軽減することしかできません。

例を挙げてみましょう。

ビジネス ロジック メソッドを 5,000 回呼び出す必要があるが、この時点でスタック オーバーフロー エラーがスローされるとします。 -Xss を設定することで、オーバーフローが 7000 回の呼び出し後にのみ発生するようにして、スタック スペースを増やすことができます。この時点で、スタック サイズを調整することは理にかなっています。これにより、ビジネスを正常にサポートできるようになります。

「デッド再帰」状況が発生すると、スタック サイズをどれだけ増やしてもオーバーフローが発生し、意味がなくなります。

インタビュアー: では、この簡単な小さなプログラムを見てみましょう。メモリ内でどのように実行されるのか、大まかに教えていただけますか?

  1.  パブリックボイドテスト(){
  2. バイト i = 15;
  3. 整数j = 8;
  4. 整数k = i + j;
  5. }

より理解を深めるために写真をご覧ください

「ああQ:」まずコードをコンパイルし、バイトコードファイルを確認します。上図の左側に示すように、実行プロセスは次のようになります。

  1. まず、実行する命令アドレス 0 が PC レジスタに格納されます。このとき、ローカル変数テーブルとオペランドスタックのデータは空です。
  2. 最初の命令 bipush が実行されると、オペランド 15 がオペランド スタックに配置され、PC レジスタの値は次の命令の実行アドレスである 2 に設定されます。
  3. 命令アドレス2の演算命令が実行されると、オペランドスタック内のデータが取り出され、ローカル変数テーブルの位置1に格納されます。このメソッドはインスタンス メソッドなので、この値は位置 0 に格納され、PC レジスタの値は 3 になります。
  4. 手順 2 および 3 と同じように、最初に 8 をオペランド スタックに入れてから取り出し、ローカル変数テーブルに格納します。PC レジスタの値も 3 -> 5 -> 6 に変わります。
  5. アドレス命令が 6、7、または 8 の場合、ローカル変数テーブルのインデックス位置 1 と 2 のデータがオペランド スタックに再ロードされ、iadd 操作が実行されます。結果値はオペランドスタックに格納され、PCレジスタの値も6->7->8->9に変更されます。
  6. 演算命令 istore_3 を実行し、オペランド スタック内のデータを取り出してインデックス 3 のローカル変数テーブルに格納し、戻り命令を実行してメソッドを終了します。

「インタビュアー:」 心の中では、この人は大丈夫そうだ。それはいい指摘ですね。メソッドで定義されたローカル変数がスレッドセーフであるかどうか教えてください。

「Ah Q:」では、もう少し例を挙げて説明しましょう。

  1. パブリッククラス LocalParaSafe問題 {
  2.  
  3.  
  4. /**
  5. * スレッドセーフ
  6. * StringBuilder自体はスレッドセーフではありませんが、
  7. * ただし、s1 変数はこのスタック フレームのローカル変数テーブルにのみ存在します。
  8. * スタックフレームは各スレッドから独立しているため、
  9. * ここでのs1はスレッドセーフです
  10. */
  11. 公共 静的voidメソッド01(){
  12. // スレッド内で作成され、ローカル変数に属する
  13. StringBuilder s1 = 新しいStringBuilder();
  14. s1.append( "a" );
  15. s1.append( "b" );
  16. }
  17.  
  18. /**
  19. * スレッドが安全でない
  20. * StringBuilderはこの時点でパラメータとして渡されるため、
  21. * 他の外部スレッドもアクセスできるため、スレッドセーフではありません
  22. */
  23. 公共 静的voidメソッド02(StringBuilder stringBuilder) {
  24. 文字列ビルダー.append( "a" );
  25. 文字列ビルダー.append( "b" );
  26. }
  27.  
  28. /**
  29. * スレッドが安全でない
  30. * 現時点ではStringBuilderは複数のスレッドで同時に動作しています
  31. */
  32. 公共 静的voidメソッド03(){
  33. StringBuilder は、新しい StringBuilder() を作成します。
  34. 新しいスレッド(() -> {
  35. 文字列ビルダー.append( "a" );
  36. 文字列ビルダー.append( "b" );
  37. }, "t1" ).start();
  38.  
  39. メソッド02(文字列ビルダー);
  40. }
  41.  
  42. /**
  43. * スレッドが安全でない
  44. * メソッドはこの時点でStringBuilderを返すため
  45. * 外部の他のスレッドはStringBuilder参照を直接変更できるため、安全ではありません
  46. */
  47. 公共 静的StringBuilderメソッド04() {
  48. StringBuilder は、新しい StringBuilder() を作成します。
  49. 文字列ビルダー.append( "a" );
  50. 文字列ビルダー.append( "b" );
  51. stringBuilderを返します
  52. }
  53.  
  54.  
  55. /**
  56. * StringBuilderはスレッドセーフです
  57. * この時点で、stringBuilder 値は現在のスタック フレームのローカル変数テーブルに存在します。
  58. * 他のスレッドはこの参照にアクセスできません。
  59. * メソッドが実行されると、ローカル変数テーブル内のstringBuilderは破棄されます
  60. * 返された stringBuilder.toString() はスレッドセーフではありません
  61. * toString によって最終的な戻り値が返された後、他のスレッドはそれを操作できますが、String 自体はスレッドセーフではありません。
  62. */
  63. 公共 静的文字列メソッド05() {
  64. StringBuilder は、新しい StringBuilder() を作成します。
  65. 文字列ビルダー.append( "a" );
  66. 文字列ビルダー.append( "b" );
  67. stringBuilder.toString()を返します
  68. }
  69. }

少しわかりにくいかもしれないので、まとめると、オブジェクトがメソッド内で生成および破棄され、外部に返されない場合は、スレッド セーフティの問題はありません。逆に、クラス自体がスレッドセーフでない場合は、スレッドセーフの問題が発生します。

インタビュアー: 「悪くないですね。納得できました。では、ヒープ メモリについての理解をもう少し詳しく教えてください。」

「阿Q:」ああ、今日は疲れた。私は一日中このことについて話してきましたが、これ以上は言いたくありません。

「インタビュアー:」では、今日はここまでにして、戻って通知を待ちましょう。

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