Где в памяти Java хранятся вызовы процедур и передаваемые параметры, включая ссылки на объекты

Что проверяют

Понимаете ли вы устройство памяти JVM на уровне стека и кучи и то, что Java передаёт аргументы только по значению, включая ссылки. Следом почти всегда спрашивают: «Если внутри метода присвоить параметру новый объект, увидит ли это вызывающий код?», и что такое StackOverflowError.

Как отвечать

• стек потока: у каждого потока свой стек. На каждый вызов метода создаётся фрейм, в нём массив локальных переменных, стек операндов и ссылка на пул констант класса. Параметры лежат в том же массиве локальных переменных, первыми, а у метода экземпляра нулевой слот занимает this;
• примитивы и ссылки: int, double и другие примитивы лежат во фрейме значениями. Для объекта во фрейме лежит только ссылка, сам объект в куче;
• передача по значению: при вызове ссылка копируется. Через копию можно изменить состояние объекта, и это увидят все, но param = new ArrayList<>() меняет только локальную копию;
• куча: объекты и массивы, ей управляет сборщик мусора. Метаданные классов с Java 8 живут в Metaspace, вне кучи;
• размер стека: задаётся -Xss, на 64-битном Linux по умолчанию обычно 1 МБ. Слишком глубокая рекурсия заканчивается StackOverflowError, а не OutOfMemoryError.

Сильный ответ добавляет две оговорки. JIT с escape analysis может не выделять объект в куче, если тот не покидает метод: поля раскладываются по регистрам и локальным слотам (scalar replacement). А у виртуальных потоков из Java 21 фреймы на время отсоединения от несущего потока копируются в кучу, поэтому миллион виртуальных потоков не требует миллиона стеков по мегабайту.

Где спотыкаются

Говорят, что объекты в Java передаются по ссылке. Метод swap двух параметров, который ничего не меняет снаружи, опровергает это за минуту.

Называют «все объекты всегда в куче» законом JVM. Это модель языка, а JIT после escape analysis вправе обойтись без выделения.

Связывают утечку памяти со стеком. Фрейм исчезает при выходе из метода сам, а утечка в Java это ненужные объекты в куче, которые остаются достижимыми: статическая коллекция, кеш без вытеснения, забытый слушатель.