深入理解Java虚拟机系列——JVM的栈内存

2019年3月10日 258次阅读 来源: java虚拟机

    每当启动一个新线程时，Java虚拟机都会为它分配一个Java栈。Java栈以帧为单位保存线程的运行状态。虚拟机只会直接对Java栈执行两种操作：以帧为单位的压栈和出栈。

　　某个线程正在执行的方法被称为该线程的当前方法，当前方法使用的栈帧称为当前帧，当前方法所属的类称为当前类，当前类的常量池称为当前常量池。在线程执行一个方法时，它会跟踪当前类和当前常量池。此外，当虚拟机遇到栈内操作指令时，它对当前帧内数据执行操作。

　　每当线程调用一个Java方法时，虚拟机都会在该线程的Java栈中压入一个新帧。而这个新帧自然就成为了当前帧。在执行这个方法时，它使用这个帧来存储参数、局部变量、中间运算结果等数据。

　　Java方法可以以两种方式完成。一种通过return返回的，称为正常返回；一种是通过抛出异常而异常终止的。不管以哪种方式返回，虚拟机都会将当前帧弹出Java栈然后释放掉，这样上一个方法的帧就成为当前帧了。

　　Java帧上的所有数据都是此线程私有的。任何线程都不能访问另一个线程的栈数据，因此我们不需要考虑多线程情况下栈数据的访问同步问题。当一个线程调用一个方法时，方法的的局部变量保存在调用线程Java栈的帧中。只有一个线程能总是访问那些局部变量，即调用方法的线程。

《深入理解Java虚拟机系列——JVM的栈内存》

JVM栈之局部变量表：包含参数和局部变量

    局部变量表存放了基本数据类型、对象引用和returnAddress类型（指向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）（下图1到3的原因），其余数据类型只占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配。每个方法都对应一个栈帧。

public class StackDemo {
    
    //静态方法
    public static int runStatic(int i, long l, float f, Object o, byte b) {
        return 0;
    }

    //实例方法
    public int runInstance(char c, short s, boolean b) {
        return 0;
    }

}

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    上方表格中，静态方法和实例方法对应的局部变量表基本类似。但有以下区别：实例方法的表中，第一个位置存放的是当前对象的引用。

JVM栈之操作数栈

    Java没有寄存器，所有参数传递都是使用操作数栈。

public static int add(int a,int b){
        int c=0;
        c=a+b;
        return c;
    }

压栈的步骤如下：

　　0:   iconst_0 // 0压栈

　　1:   istore_2 // 弹出int，存放于局部变量2

　　2:   iload_0  // 把局部变量0压栈

　　3:   iload_1 // 局部变量1压栈

　　4:   iadd      //弹出2个变量，求和，结果压栈

　　5:   istore_2 //弹出结果，放于局部变量2

　　6:   iload_2  //局部变量2压栈

　　7:   ireturn   //返回

如果计算100+98的值，那么操作数栈的变化如下图所示：

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JVM栈之栈上分配(动态链连接)

    小对象（一般几十个bytes），在没有逃逸的情况下，可以直接分配在栈上。

    直接分配在栈上，可以自动回收，减轻GC压力 ，大对象或者逃逸对象无法栈上分配。

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    原文作者：java虚拟机
    原文地址: https://blog.csdn.net/milhua/article/details/80537689
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