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【JVM学习资料之虚拟机栈中都有什么?】

卯金刀GG
 卯金刀GG
发布于 2018/12/26 20:46
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虚拟机栈中都有什么?

Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks) 是线程私有的,它的生命周期与线程相同。虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,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(Stack Frame)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执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程经常有人把Java内存区分为堆内存(Heap)和栈内存(Stack),这种方法比较粗糙,Java内存区域的划分实际上远比这复杂。

这种划分方式的流行只能说明大多数程序员最关注的、与对象内存分配分配关系最密切的内存区域是这两块。其中所指的“堆”笔者在后面会专门讲述,而所指的“栈”就是现在讲的虚拟机栈,或者说是虚拟机栈中局部变量表部分局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference类型,它不等同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置)和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间完成分配,当进入一个方法时,这个方法需要在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,对这个区域规定了两种异常情况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常:如果虚拟机栈可以动态扩展(当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展,只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈),如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryError异常。

 

运行时栈帧结构

栈帧(Stack Frame)是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构,它是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈(Virtual Machine Stack)的栈元素。栈帧存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态链接和方法返操作数栈、动态链接和方法返回地址等信息。每一个方法从调用开始至执行完成的过程,都对应着一个栈帧在虚拟机栈里面从入栈到出栈的过程。每个栈帧都包括了局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址和一些额外的附加信息。在编译程序代码的时候,栈帧中需要多大的局部变量表,多深的操作数栈都已经完全确定了,并且写入到方法表的Code属性之中,因此一个栈帧需要分配多少内存,不会受到程序运行期变量数据的影响,而仅仅取决于具体的虚拟机实现。一个线程中的方法调用链可能会很长,很多方法都同时处于执行状态。对于执行引擎来说,在活动线程中,只有位于栈顶的栈帧才是有效的,称为当前栈帧(Current Stack Frame),与这个栈帧相关联的方法称之为当前方法(Current Method)。执行引擎运行的所有字节码指令都只针对当前栈帧进行操作,

 

局部变量表(Local Variable Table)是一组变量值存储空间,用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量。在Java程序编译为Class文件时,就在方法Code属性的max_locals数据项中确定了该方法所需要分配的局部变量表的最大容量。局部变量表的容量以变量槽(Variable,下称Slot)为最小单位,虚拟机规范中并没有明确指明一个Slot应占用的内存空间大小,只是很有导向性地说到每个Slot都应该能存放一个boolean、byte、char、short、int、float、reference或returnAddress类型的数据,这8种数据类型,都可以使用32位或更小的物理内存来存放,但这种描述与明确指出“每个Slot占用32位长度的内存空间”



作者:小凡_8c8f
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