jvm直接内存和常见面试题

别给我加香菜
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直接内存

直接内存概述

  1. 不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域。
  2. 直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。
  3. 来源于NIO，通过存在堆中的DirectByteBuffer操作Native内存
  4. 通常，访问直接内存的速度会优于Java堆。即读写性能高。
  5. 因此出于性能考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。
  6. Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，用于数据缓冲区
/**
 *  IO                  NIO (New IO / Non-Blocking IO)
 *  byte[] / char[]     Buffer
 *  Stream              Channel
 *
 * 查看直接内存的占用与释放
 */
public class BufferTest {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024;//1GB

    public static void main(String[] args){
        //直接分配本地内存空间
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
        System.out.println("直接内存分配完毕，请求指示！");

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        scanner.next();

        System.out.println("直接内存开始释放！");
        byteBuffer = null;
        System.gc();
        scanner.next();
    }
}

直接占用了 1G 的本地内存

image.png

BIO 与 NIO

非直接缓存区（BIO）

原来采用BIO的架构，在读写本地文件时，我们需要从用户态切换成内核态

image.png

直接缓冲区（NIO）

NIO 直接操作物理磁盘，省去了中间过程

image.png

直接内存与 OOM

  1. 直接内存也可能导致OutofMemoryError异常

  2. 由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不会直接受限于-Xmx指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。

  3. 直接内存的缺点为：

    • 分配回收成本较高
    • 不受JVM内存回收管理

  4. 直接内存大小可以通过MaxDirectMemorySize设置

  5. 如果不指定，默认与堆的最大值-Xmx参数值一致

/**
 * 本地内存的OOM:  OutOfMemoryError: Direct buffer memory
 *
 */
public class BufferTest2 {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;//20MB

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();

        int count = 0;
        try {
            while(true){
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
                list.add(byteBuffer);
                count++;
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        } finally {
            System.out.println(count);
        }


    }
}

image.png

常见面试题

  1. 百度

    • 三面：说一下JVM内存模型吧，有哪些区？分别干什么的？

  2. 蚂蚁金服：

    • Java8的内存分代改进
    • JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？
    • 一面：JVM内存分布/内存结构？栈和堆的区别？堆的结构？为什么两个survivor区？
    • 二面：Eden和survior的比例分配

  3. 小米：

    • jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代

  4. 字节跳动：

    • 二面：Java的内存分区
    • 二面：讲讲vm运行时数据库区
    • 什么时候对象会进入老年代？

  5. 京东：

    • JVM的内存结构，Eden和Survivor比例。
    • JVM内存为什么要分成新生代，老年代，持久代。新生代中为什么要分为Eden和survivor。

  6. 天猫：

    • 一面：Jvm内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么。
    • 一面：JVM的内存模型，Java8做了什么改

  7. 拼多多：

    • JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？

  8. 美团：

    • java内存分配
    • jvm的永久代中会发生垃圾回收吗？
    • 一面：jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代？
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