JVM之虚拟机栈

JVM之虚拟机栈

 

       每个线程有一个私有栈，随着线程的创建而创建。栈里面有栈桢，每个方法创建一个栈桢，方法的调用是入栈的过程，方法调用完返回就是出栈的过程。栈的大小可以动态扩展，当栈的调用深度大于JVM所允许的范围，会抛出StackOverflowError。

 

 

 

java栈的组成元素-------栈桢

 

       栈帧由三部分组成：局部变量区、操作数栈、帧数据区。局部变量区和操作数栈的大小要视对应的方法而定，他们是按字长计算的。但调用一个方法时，它从类型信息中得到此方法局部变量区和操作数栈大小，并据此分配栈内存，然后压入Java栈。

 

栈桢的特点

 

• 每个方法从调用开始到执行完成的过程，对应一个栈桢在虚拟机栈中，从入栈到出栈的过程。
• 活动线程中，只有栈顶的栈桢是有效的，称为当前栈桢，这个栈桢关联的方法叫当前方法。

 

 

局部变量表

 

主要作用：存放方法参数和方法内的局部变量

 

局部变量表被组织为以一个字长为单位、从0开始计数的数组，类型为short、byte和char的值在存入数组前要被转换成int值，而long和double在数组中占据连续的两项，在访问局部变量中的long或double时，只需取出连续两项的第一项的索引值即可,如某个long值在局部变量区中占据的索引时3、4项，取值时，指令只需取索引为3的long值即可。

 

 

 

操作数栈

 

主要作用：数据计算时，临时数据的存储存储区域，通过入栈和出栈来存储数据

 

和局部变量区一样，操作数栈也被组织成一个以字长为单位的数组。但和前者不同的是，它不是通过索引来访问的，而是通过入栈和出栈来访问的。可把操作数栈理解为存储计算时，临时数据的存储区域。

 

 

 

 

桢数据区

 

主要作用：访问常量池中的数据、正常方法返回、异常派发机制

 

 

访问常量池数据

       当JVM执行到需要常量池数据的指令时，它都会通过帧数据区中指向常量池的指针来访问它。

 

 

正常方法返回

       如果是通过return正常结束，则当前栈帧从Java栈中弹出，恢复发起调用的方法的栈。如果方法有返回值，JVM会把返回值压入到发起调用方法的操作数栈。

 

 

异常机制

       当异常抛出时，JVM给catch块中的代码。如果没发现，方法立即终止，然后JVM用帧区数据的信息回复发起调用的方法的帧。然后再发起调用方法的上下文重新抛出同样的异常。

 

 

 

栈的运行过程

 

代码

 

class Example3C{
    public static void addAndPrint(){
        // addAndPrint中调用了addTwoTypes
        double result = addTwoTypes(1,88.88);
        System.out.println(result);
    }
    public static double addTwoTypes(int i, double d){
    return i+d;
    }

}

 

 

执行过程的三个快照

 

上图说明了两件事

1. 只有在调用一个方法时，才为当前栈分配一个帧，然后将该帧压入栈
2. 帧中存储了对应方法的局部数据，方法执行完，对应的帧则从栈中弹出，并把返回结果存储在调用 方法的帧的操作数栈中

 

 

JVM配置

 

-Xss128K，每个线程栈的大小为128K，如果不设置，JDK5.0以后用默认值1M，之前默认值是256K。

 

在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一 个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。

 

栈空间调忧要注意

 

线程栈的大小是个双刃剑，如果设置过小，可能会出现栈溢出，特别是在该线程内有递归、大的循环时出现溢出的可能性更大，如果该值设置过大，就有影响到创建栈的数量，如果是多线程的应用，就会出现内存溢出的错误。

 

JVM可创建的最大线程数限制因素

线程堆栈大小——》进程的最大内存——》操作系统位数

 

 

面试题

 

1. 栈桢由那三部分组成，各自存储了什么数据？

 

2. 操作指令在栈桢中是如何工作的？

 

3. 如果发生零除异常，它是如何被抛出的？