JVM之Java栈Java stack

JVM之Java栈Java stack

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目录：

1. JVM体系结构概览
2. JVM之Java栈解析

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1. JVM体系结构概览

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2. JVM之Java栈解析

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stack图

先简单认识，图示在一个栈中有两个栈帧：

1. 栈帧 2是最先被调用的方法，先入栈，然后方法 2 又调用了方法1。
2. 栈帧 1处于栈顶的位置，栈帧 2 处于栈底，执行完毕后，依次弹出栈帧 1和栈帧 2，线程结束，栈释放。
3. 每执行一个方法都会产生一个栈帧，保存到栈(后进先出)的顶部，顶部栈就是当前的方法，该方法执行完毕 后会自动将此栈帧出栈。

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解析：

（1）Stack 栈是什么

1. 栈也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建，它的生命期是跟随线程的生命期，线程结束栈内存也就释放，对于栈来说不存在垃圾回收问题，只要线程一结束该栈就Over，生命周期和线程一致，是线程私有的。
2. 8种基本类型的变量+对象的引用变量+实例方法都是在函数的栈内存中分配。

（2）栈存储什么?

栈帧中主要保存3 类数据：

1. 本地变量（Local Variables）:输入参数和输出参数以及方法内的变量；
2. 栈操作（Operand Stack）:记录出栈、入栈的操作；
3. 栈帧数据（Frame Data）:包括类文件、方法等等。

(3) 栈运行原理：

1. 栈中的数据都是以栈帧（Stack Frame）的格式存在，栈帧是一个内存区块，是一个数据集，是一个有关方法(Method)和运行期数据的数据集，当一个方法A被调用时就产生了一个栈帧 F1，并被压入到栈中，
   A方法又调用了 B方法，于是产生栈帧 F2 也被压入栈，
   B方法又调用了 C方法，于是产生栈帧 F3 也被压入栈，
   ……
   执行完毕后，先弹出F3栈帧，再弹出F2栈帧，再弹出F1栈帧……

2. 遵循“先进后出”/“后进先出”原则。
   每个方法执行的同时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息，每一个方法从调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。栈的大小和具体JVM的实现有关，通常在256K~756K之间。

(4) 栈+堆+方法区的交互关系

• HotSpot是使用指针的方式来访问对象：
  Java堆中会存放访问类元数据的地址，
  reference存储的就直接是对象的地址

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补充引用： Java栈，PC寄存器，本地方法栈，堆，方法区和运行常量池

Java栈

1. Java栈的区域很小，只有1M，特点是存取速度很快，所以在stack中存放的都是快速执行的任务，基本数据类型的数据，和对象的引用（reference）。

2. 驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域。但可通过它的“栈指针”获取处理的直接支持。栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。创建程序时，Java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”以及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性，所以尽管有些Java数据要保存在栈里——特别是对象句柄，但Java对象并不放到其中。

3. JVM只会直接对JavaStack（Java栈）执行两种操作：①以帧为单位的压栈或出栈；②通过-Xss来设置， 若不够会抛出StackOverflowError异常。

4. 每个线程包含一个栈区，栈中只保存基本数据类型的数据和自定义对象的引用(不是对象)，对象都存放在堆区中

5. 每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。

6. 栈分为3个部分：基本数据类型的变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

7. 栈是存放线程调用方法时存储局部变量表，操作，方法出口等与方法执行相关的信息，Java栈所占内存的大小由Xss来调节，方法调用层次太多会撑爆这个区域。