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Java 架构学习群：895244712

JVM 定义了若干个程序执行期间使用的数据区域。这个区域里的一些数据在JVM

启动的时候创建，在JVM 退出的时候销毁。而其他的数据依赖于每一个线程，

在线程创建时创建，在线程退出时销毁。

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号

指示器。分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计

数器来完成。

由于Java 虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来

实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器(对于多核处理器来说是一个内核)

只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，

每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间的计数器互不影响，独

立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

如果线程正在执行的是一个Java 方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机

字节码指令的地址；如果正在执行的是Natvie 方法，这个计数器值则为空

(Undefined)。

此内存区域是唯一一个在Java 虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError

情况的区域。

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虚拟机栈

线程私有，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java 方法执行的内存

模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧 (Stack Frame)用于存储

局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。

动画是由一帧一帧图片连续切换结果的结果而产生的，其实虚拟机的运行和动画

也类似，每个在虚拟机中运行的程序也是由许多的帧的切换产生的结果，只是这

些帧里面存放的是方法的局部变量，操作数栈，动态链接，方法返回地址和一些

额外的附加信息组成。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈

帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

对于执行引擎来说，活动线程中，只有栈顶的栈帧是有效的，称为当前栈帧，这

个栈帧所关联的方法称为当前方法。执行引擎所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

局部变量表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 程序被编译成Class 文件时，就在方法的Code 属性的max_locals 数

据项中确定了该方法所需要分配的最大局部变量表的容量。

局部变量表的容量以变量槽 (Slot)为最小单位，32 位虚拟机中一个Slot 可以存

放一个32 位以内的数据类型 (boolean、byte、char、short、int、float、reference

和returnAddress 八种)。

reference 类型虚拟机规范没有明确说明它的长度，但一般来说，虚拟机实现至

少都应当能从此引用中直接或者间接地查找到对象在Java 堆中的起始地址索引

和方法区中的对象类型数据。

returnAddress 类型是为字节码指令jsr、jsr_w 和ret 服务的，它指向了一条字节

码指令的地址。

虚拟机是使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程的，如果是实

例方法 (非static)，那么局部变量表的第0 位索引的Slot 默认是用于传递方法

所属对象实例的引用，在方法中通过this 访问。

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Slot 是可以重用的，当Slot 中的变量超出了作用域，那么下一次分配Slot 的时

候，将会覆盖原来的数据。Slot 对对象的引用会影响GC (要是被引用，将不会

被回收)。

系统不会为局部变量赋予初始值 (实例变量和类变量都会被赋予初始值)。也

就是说不存在类变量那样的准备阶段。

操作数栈

和局部变量区一样，操作数栈也是被组织成一个以字长为单位的数组。但是和前

者不同的是，它不是通过索引来访问，而是通过标准的栈操作——压栈和出栈—

来访问的。比如，如果某个指令把一个值压入到操作数栈中，稍后另一个指令就

可以弹出这个值来使用。

虚拟机在操作数栈中存储数据的方式和在局部变量区中是一样的：如int、long、

float、double、reference 和returnType 的存储。对于byte、short 以及char 类型

的值在压入到操作数栈之前，也会被转换为int。

虚拟机把操作数栈作为它的工作区——大多数指令都要从这里弹出数据，执行运

算，然后把结果压回操作数栈。比如，iadd 指令就要从操作数