【JVM】JVM内存结构之——栈帧内部结构原理分析

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1. 局部变量表

public static void main(String[] args) {
    String str = "demo01";
    int j = 20;
    double d = 66.66;
    boolean b = true;
}

局部变量表中的变量只在当前方法调用中有效。在方法执行时，虚拟机通过使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程。当方法调用结束后，随着方法栈帧的销毁，局部变量表也会随之销毁。

2. Slot（变量槽–index）

局部变量表最基本的存储单元就是变量槽。
在局部变量表里，32位以内的类型只占用一个slot (包括returnAddress类型)，64位的类型(long和double)占用两个slot。
注意：short，byte，boolean等数据也占用一个变量槽，因为jvm会在存储时将上述变量转为int类型（变量槽是最基本存储单元，无法分割，只能整个使用）。

JVM会为局部变量表中每一个变量分配变量槽，并记录其的存储位置，比如main函数方法传递了String [] args 数组 变量args就存储在index为0的变量槽中，变量d因为为64位，需要占用两个变量槽（3和4），变量b因为D占用了两个变量槽，所以直接从index5处开始存储。

3. jclasslib分析字节码

1. idea 安装使用
   打开idea 中的settings > plugins 搜索 jclasslib 插件 进行安装 重启生效
   重启后点击view > 选择show bytecode with jclasslib
2. jclasslib git地址：https://github.com/ingokegel/jclasslib
   
   

4. 变量槽的复用

public static void demo002() {
    int a = 0;
    {
        int b=30;
        System.out.println("demo01");
    }
    int c = 0;
}

此处原因就是JVM对变量槽有一个复用性为，当变量b超出其作用域后不再生效，所以变量c直接占据了b的位置，所以局部变量表中会少一个位置。

5. This底层原理

如果当前的方法是实例方法或者是构造方法，则jvm默认会在局部变量表中创建 一个
当前对象 变量名称为 this， 存入在我们当前方法对应的局部表 第0个位置 这样我们就可以在实例方法中 使用 this，静态方法不会。
代码演示：

public void demo() {
    int j = 20;
}

6. 局部变量表总结

局部变量表只对已确定一定有值的变量和方法参数进行记录，在程序执行中得以直接使用，存储在量变槽中，如果是long和double，则需要占用两个变量槽，实例方法和构造方法会自动创建this变量，并且如果代码块结束（作用域结束），jvm会对变量槽有一个复用的行为，以便于节省空间。

7. 操作数栈分析

相关代码：

public int compute() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = (a + b) * 10;
    return c;
}

iconst_0：将int类型的0值压入操作数栈
istore_1： 弹出操作数栈顶的值赋给局部变量表下标为1的变量
iload_1： 将局部变量表下标为1的位置存储的值压入操作数栈
iinc 1 by 1：取局部变量表下标为1的位置存储的值加上1
istore_1：弹出操作数栈顶的值赋给局部变量表下标为1的变量

底层汇编代码:
0: bipush 10 ## 将一个8位带符号整数压入栈
2: istore_1 局部变量表中槽1的位置存入10；
3: bipush 20 ## 将一个8位带符号整数压入栈 20
5: istore_2 局部变量表中槽2的位置存入20；
6: iload_1 从局部变量表中槽1的位置 获取 变量a=10；
7: iload_2 从局部变量表中槽2的位置 获取 变量b=20；
8: iadd iadd 执行int类型的加法 10+20
9: bipush 将一个8位带符号整数压入栈 10
11: imul imul 执行int类型的乘法30*10
12: istore_3 局部变量表中槽3的位置存入300 c=300；
13: iload_3 最后返回局部变量表中槽3的位置
14: ireturn

8. ++i与i++的底层原理

i++是先赋值，然后再自增；++i是先自增，后赋值。

i++是直接在局部变量表加的，没有在操作数栈里运算
I++ 与++i底层区别

I++ 先将局部变量表中的值 压入放入到操作数栈中
，在直接对局部变量中做+1操作。
++i 先将局部变量表中的 值 做1+的操作，在将局部变量表中 加1
之后的结果 压入到操作数栈中。

动态连接–常量池
方法出口 定义异常

9. 栈溢出

StackOverflowError（栈溢出）
StackOverflowError代表的是，当栈深度超过虚拟机分配给线程的栈大小时就会出现此error。

public class StackOverFlow {
    private int i;

    public void plus() {
        i++;
        plus();
    }

    public static void main(String[] args) {
        StackOverFlow stackOverFlow = new StackOverFlow();
        try {
            stackOverFlow.plus();
        } catch (Error e) {
            System.out.println("Error:stack length:" + stackOverFlow.i);
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

10. 动态链接

动态链接: 每个栈帧都保存了 一个可以指向当前方法所在类的 运行时常量池, 目的是: 当前方法中如果需要调用其他方法的时候, 能够从运行时常量池中找到对应的符号引用, 然后将符号引用转换为直接引用,然后就能直接调用对应方法, 这就是动态链接

11. 方法出口

方法返回地址