JVM内存结构 - Java栈

本文介绍了JVM内存结构中的Java栈,包括结构图、特点、栈帧、局部变量表、操作数栈、动态链接和方法返回地址。详细阐述了栈帧中的局部变量表和操作数栈的工作原理,以及方法返回地址的重要性。文章还提到了本地方法栈与Java栈的区别,并指出程序计数器、Java栈和本地方法栈为线程私有。

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目录

1、JVM介绍

2、JVM内存结构

3、程序计数器

4、Java栈

4.1、结构图

4.2、特点

4.3、栈帧

4.4、局部变量表(Local Variable Table)

4.5、操作数栈

4.6、动态链接

4.7、方法返回地址

5、本地方法栈

6、总结


1、JVM介绍

JVM(虚拟机):指以软件的方式模拟具有完整硬件系统功能、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统,是物理机的软件实现。常用的虚拟机有VMWare,Virtual Box,Java虚拟机阵营:SunHotSpot VM、BEA JRockit VM;

 

JVM由三个主要的子系统构成

①、类加载器子系统;

②、运行时数据区(内存结构);

③、执行引擎;

 

我们基于JDK1.8来讲解运行时数据区,也即JVM内存结构,不同版本稍有区别。 

 

 

2、JVM内存结构

先通过一张图来大致了解一下JVM内存结构

 

 

内存结构分为5个区域:程序计数器、Java栈、本地方法栈、方法区、堆。

 

其中,程序计数器、Java栈、本地方法栈为线程私有,方法区和堆为线程共享,下面根据一个Demo来讲解一下线程私有的三个区域。

public class Demo {

    public int add() {
        int a = 3;
        int b = 5;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo d = new Demo();
        d.add();
        System.out.println("end");
    }
}

 通过javap命令可反解析出对应的汇编指令。

 

 

3、程序计数器

程序计数器(Program Counter Register):是一块 较小 的内存空间,它可以看做是当前线程所执行的字节码的 行号指示器。在虚拟机的概念模型里(仅是概念模型,各种虚拟机可能会通过一些更高效的方式去实现),字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,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。

特点:

①、线程私有

②、JVM规范中 唯一 没有规定 OutOfMemoryError 情况的区域;

③、如果正在执行的是 native 方法,则这个计数器值为空(undefined);

 

解释:

①、多线程运行是通过CPU时间片切换来实现的,也就是说,在同一时刻,一个CPU内核只会执行一个线程,CPU时间片切换时并不会记录上一个线程执行到什么位置,所以为了线程切换后依然能恢复到原位,每个线程都需要有单独的程序计数器。

比如你正在用手机看电影,看到25分钟时,有人打电话来了,这时电影播放被打断。当接完电话后,肯定要接着25分钟的进度继续看,那么它怎么知道我看到25分钟了呢?这时程序计数器就起作用了,它负责标识位置。

 

②、程序计数器存储的是字节码文件的行号(其实是

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