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什么是Java虚拟机栈?

jvm运行时数据区.jpg

与程序计数器一样,Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)也是线程私有的,虚拟机栈也称为Java栈,每个方法被执行的时候,Java虚拟机都会同步创建一个栈帧。它的生命周期与线程相同(随线程而生,随线程而灭)。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型:每个方法被执行的时候,Java虚拟机都会创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。经常有人把Java内存区域笼统地划分为堆内存( Heap)和 内存(Stack),这种划分方式直接继承自传统的C、C++程序的内存布局结构,在Java语言里就显得有些粗糙了,实际的内存区域划分要比这更复杂。不过这种划分方式的流行也间接说明了程序员最关注的、与对象内存分配关系最密切的区域是"堆"和"栈"两块。"栈"通常就是指这里讲的虚拟机栈或者更多的情况下只是指虚拟机栈中局部变量表部分。

虚拟机栈示意图如下所示:

局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double )、对象引用(reference类型,它并不等同于对象本身,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者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)。

这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽(Slot)来表示,其中64位长度的long和double类型的数据会占用两个变量槽,其余的数据类型只占用一一个。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,这个方法需要在栈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。这里说的"大小"是指变量槽的数量,虚拟机真正使用多大的内存空间(譬如按照1个变量槽占用32个比特、64个比特,或者更多)来实现一个变量槽,这是完全由具体的虚拟机实现自行决定的事情。

Java虚拟机规范允许虚拟机栈的大小固定不变或者动态扩展,在《Java虚拟机规范》中,在《Java虚拟机规范》中,对这个内存区域规定了两类异常状况: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Java虚拟机栈容量可以动态扩展,当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。可以通过 java -Xss 设置 Java 线程堆栈大小,或者在idea中 help -> edit vm option中改变大小。

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