JVM---Java虚拟机栈

虚拟机栈

虚拟机栈概述

由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。由于不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。其优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。

为什么不少Java开发人员一提到Java内存结构，就会非常粗粒度地将JVM中的内存区理解为仅有Java堆（heap）和Java战（stack）？

首先栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。

栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据。
堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放，放哪里。

Java虚拟机栈是什么

Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack），早期也叫Java栈。每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈，其内部保存一个个的栈帧（StackFrame），对应着一次次的Java方法调用。
Java虚拟机栈是线程私有的。

生命周期

生命周期和线程一致，即线程结束了，该虚拟机栈也销毁了。

作用

主管Java程序的运行，它保存方法的局部变量、部分结果，并参与方法的调用和返回。

局部变量，它是相比于成员变量来说的（或属性）
基本数据类型变量 VS 引用类型变量（类、数组、接口）

栈的特点

栈是一种快速有效的分配存储方式，访问速度仅次于程序计数器。JVM直接对Java栈的操作只有两个：

每个方法执行，伴随着进栈（入栈、压栈）
执行结束后的出栈工作

注：对于栈来说不存在垃圾回收问题（栈存在溢出的情况）

开发中遇到哪些异常？

Java 虚拟机规范允许Java栈的大小是动态的或者是固定不变的。

如果采用固定大小的Java虚拟机栈，那么每一个线程的Java虚拟机栈容量可以在线程创建的时候独立选定。如果线程请求分配的栈容量超过Java虚拟机栈允许的最大容量，Java虚拟机将会抛出一个StackoverflowError 异常。

而如果Java虚拟机栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈，那Java虚拟机将会抛出一个 outofMemoryError 异常。

public class StackErrorTest {private static int count = 1;public static void main(String[] args) {System.out.println(count++);main(args);}
}

9656
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

设置栈内存大小

可以使用参数 -Xss选项来设置线程的最大栈空间，栈的大小直接决定了函数调用的最大可达深度。

-Xss1m
-Xss1k

栈的存储单位

每个线程都有自己的栈，栈中的数据都是以栈帧（Stack Frame）的格式存在。
在这个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧（Stack Frame）。
栈帧是一个内存区块，是一个数据集，维系着方法执行过程中的各种数据信息。

栈中存储什么？

栈中存储的就是栈帧，栈帧中存储着方法和类的信息。
JVM直接对Java栈的操作只有两个，就是对栈帧的压栈和出栈，遵循“先进后出 “后进先出” 原则。
在一条活动线程中，一个时间点上，只会有一个活动的栈帧。即只有当前正在执行的方法的栈帧（栈顶栈帧）是有效的，这个栈帧被称为当前栈帧（Current Frame），与当前栈帧相对应的方法就是当前方法（Current Method），定义这个方法的类就是当前类（Current Class）。
执行引擎运行的所有字节码指令只针对当前栈帧进行操作。
如果在该方法中调用了其他方法，对应的新的栈帧会被创建出来，放在栈的顶端，成为新的当前帧。

下面代码简单说明：

public class StackFrameTest {public static void main(String[] args) {method01();}private static int method01() {System.out.println("方法1的开始");int i = method02();System.out.println("方法1的结束");return i;}private static int method02() {System.out.println("方法2的开始");int i = method03();;System.out.println("方法2的结束");return i;}private static int method03() {System.out.println("方法3的开始");int i = 30;System.out.println("方法3的结束");return i;}
}

输出结果为：

方法1的开始
方法2的开始
方法3的开始
方法3的结束
方法2的结束
方法1的结束

栈运行原理

不同线程中所包含的栈帧是不允许存在相互引用的，即不可能在一个栈帧之中引用另外一个线程的栈帧。
如果当前方法调用了其他方法，方法返回之际，当前栈帧会传回此方法的执行结果给前一个栈帧，接着，虚拟机会丢弃当前栈帧，使得前一个栈帧重新成为当前栈帧。
Java方法有两种返回函数的方式，一种是正常的函数返回，使用return指令；另外一种是抛出异常。不管使用哪种方式，都会导致栈帧被弹出。

栈帧的内部结构

每个栈帧中存储着：

局部变量表（Local Variables）
操作数栈（operand Stack）（或表达式栈）
动态链接（DynamicLinking）（或指向运行时常量池的方法引用）
方法返回地址（Return Address）（或方法正常退出或者异常退出的定义）
并行的每个线程下的栈都是私有的，因此每个线程都有自己各自的栈，并且每个栈里面都有很多栈帧，栈帧的大小主要由局部变量表和操作数栈决定的。

JVM---Java虚拟机栈相关推荐

[二]Java虚拟机 jvm内存结构运行时数据内存 class文件与jvm内存结构的映射 jvm数据类型虚拟机栈方法区堆含义...
前言简介 class文件是源代码经过编译后的一种平台中立的格式里面包含了虚拟机运行所需要的所有信息,相当于 JVM的机器语言 JVM全称是Java Virtual Machine ,既然是虚拟机, ...
12.JDK1.8 JVM运行时数据区域概览、各区域介绍、程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、堆、堆空间内存分配（默认情况下）、字符串常量池、元数据区、jvm参数配置
12.JDK1.8 JVM运行时数据区域概览 12.1.JDK1.8 JVM运行时数据区域概览 12.2.各区域介绍 12.3.各区域介绍 12.3.1.程序计数器 12.3.2.Java虚拟机栈 1 ...
Java必突-JVM知识专题（一）: Java代码是如何跑起来的+类加载到使用的过程+类从加载到使用核心阶段(类初始化)+类加载的层级结构+什么是JVM的内存区域划分？Java虚拟机栈、Java堆内存
前言: 该章节知识点梳理:本文主要是入门和了解jvm,不做深入 1.Java代码是如何运行起来的? 2.类加载到使用的过程? 3.验证准备和初始化的过程? 4.类从加载到使用核心阶段:初始化.类加载器 ...
【深入理解JVM】运行时数据区域：java虚拟机栈
虚拟机栈是线程私有,生命周期与线程相同. java虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型: 每个方法在执行的时候,Java虚拟机栈都会同步创建一个栈帧(stack frame),用于储存局 ...
探究Java虚拟机栈
前言 Java 虚拟机的内存模型分为两部分:一部分是线程共享的,包括 Java 堆和方法区:另一部分是线程私有的,包括虚拟机栈和本地方法栈,以及程序计数器这一小部分内存.今天我就 Java 虚拟机栈做 ...
46栈内存溢出、内存区域（程序计数器、Java 虚拟机栈、本地方法栈、Java 堆、方法区、直接内存、内存溢出）与内存溢出(对象实例化分析)
46.什么情况下会发生栈内存溢出 46.1.Java 内存区域与内存溢出 46.1.1.内存区域 46.1.1.1.程序计数器 46.1.1.2.Java 虚拟机栈 46.1.1.3.本地方法栈 46 ...
JVM程序计数器,虚拟机栈,本地方法栈
程序计数器它记录了程序执行字节码的行号和指令,字节码解释器的工作就是改变程序计数器的值,切换下一条需要执行的指令(分支,循环,跳转,异常等).java虚拟机是多线程通过轮流切换CPU时间片的方式实现 ...
java虚拟机栈(亦篇足以,吴懈可击)
文章目录前言一.虚拟机栈的概述 1.虚拟机栈出现的背景 2.虚拟机栈的概述 3.虚拟机栈中的常见异常二.栈的存储单位 ※局部变量表 1.局部变量表概况 2. 变量槽Slot 3.局部变量和成员变 ...
JAVA虚拟机栈的主要特点
虚拟机栈出现的背景由于夸平台性的设计,java的指令都是根据栈来设计的.不同平台CPU架构不同,所以不能设计为基于寄存器的. 优点是跨平台,指令集小,编译器荣耀实现,缺点是性能下降,实现同样的功能需 ...
Java虚拟机--Java虚拟机栈
文章引用: 1 <深入理解Java虚拟机> 2 https://www.cnblogs.com/niejunlei/p/5987611.html 3 https://blog.csdn.n ...

JVM---Java虚拟机栈

虚拟机栈

JVM---Java虚拟机栈相关推荐

最新文章

热门文章