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java内存地区 - 栈
在JDK11中，JVM栈 （Java Virtual Machine Stack）是每个线程私有的内存地区，用于存储线程执行方法时的方法调用状态。JVM栈也称为Java捏造机栈，与线程的生命周期雷同。
以下是对Java捏造机栈的详细解析，包罗它的组成部分和存储内容：
1. Java捏造机栈的组成
Java捏造机栈由一个个**栈帧（Stack Frame）**组成。每次调用一个方法时，都会创建一个新的栈帧并压入JVM栈，方法执行完成后，栈帧会出栈。
一个栈帧包罗以下几个主要地区：
- 局部变量表（Local Variable Table）
- 操作数栈（Operand Stack）
- 动态链接（Dynamic Linking，也叫方法引用）
- 返回所在（Return Address）
- 额外信息（Optional Data，如异常处理处罚状态）
2. 栈帧中的详细内容
2.1 局部变量表
- 定义: 局部变量表是用来存储方法中的局部变量，包罗：
- 存储内容:
- 基本数据类型（如 int、float、long、double 等）
- 引用类型（对象引用，如 String 的引用）
- returnAddress 类型（指向字节码指令所在）
- 特性:
- 局部变量表的巨细在编译时确定，且在方法调用时分配。
- 表的索引从 0 开始，方法的第一个参数通常存储在索引 0。
2.2 操作数栈
- 定义: 操作数栈是一个后进先出（LIFO）的栈，用于方法执行中的中间运算和效果存储。
- 存储内容:
- 方法执行过程中必要操作的中间数据（如加法操作中的两个操作数）。
- 方法调用的参数（当调用其他方法时）。
- 特性:
- 字节码指令直接对操作数栈举行操作，比如 iadd 用于弹出两个整数值相加并将效果压入栈。
2.3 动态链接
- 定义: 动态链接存储的是方法调用过程中的符号引用，这些符号引用在运行时被解析为详细的方法或字段的直接引用。
- 作用:
- 支持方法调用的动态绑定，尤其是多态。
- 通过运行时常量池解析相干符号。
2.4 方法返回所在
- 定义: 返回所在用于存储方法调用完成后，必要返回的步伐计数器（PC）位置。
- 特性:
- 如果当前方法是通过字节码指令调用的，返回所在会指向调用指令的下一条指令。
- 如果方法调用是通过其他方式（如异常），返回所在可能为空。
2.5 附加信息
- 定义: 栈帧可能还包罗一些与方法执行相干的附加信息，如：
3. JVM栈的生命周期
- 每个线程创建时，Java捏造机栈被分配。
- Java捏造机栈的每个栈帧对应一个方法调用，随着方法调用的嵌套，栈帧逐步压入栈中。
- 每一个方法冲开始调用到执行竣事的过程，都对应这一个栈帧的入栈出栈的过程。
- 当方法返回或异常停止时，栈帧出栈。
- 如果栈深度凌驾答应的最大值（如无限递归），会抛出 StackOverflowError。
- 如果内存不敷以为新栈帧分配空间，会抛出 OutOfMemoryError。
4. 示例解析 - 运行时的栈帧分布
以下是一个简单的代码示例，以及在JVM栈中的体现：
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- int a = 5;
- int b = 10;
- int sum = add(a, b);
- }
- public static int add(int x, int y) {
- return x + y;
- }
- }
- main 方法调用:
- 局部变量表:
- args：存储数组引用
- a：5
- b：10
- sum：等候存储 add 方法返回的效果
- 操作数栈:
- 调用 add 方法时，将 a 和 b 压入操作数栈。
- add 方法调用:
- 局部变量表:
- 操作数栈:
- 执行 x + y 时，先将 x 和 y 压入栈，再弹出举行加法操作。
- 返回:
- add 方法将效果压入操作数栈，并返回给 main 方法的 sum 变量。
5. 栈中的异常
- StackOverflowError:
- 发生在栈的深度凌驾捏造机答应的最大值时，比方递归调用过深。
- OutOfMemoryError:
- 如果JVM栈内存答应动态扩展，当扩展栈容量无法申请到充足内存时， 无法为新的栈帧分配内存时触发。
- 留意： 《Java捏造机规范》明确答应Java捏造机实现自行选择是否支持站的动态扩展，而Hotspot(jdk1.2及之后的默认捏造机)的选择是不支持扩展，以是jdk1.2之后，除非在创建线程申请内存时就因为无法获得充足的内存而触发OutOfMemoryError异常，否则在线程运行时是不会因为扩展而导致内存的溢出的，只会因为栈容量无法容纳新的栈帧而导致StackOverflowError异常（此段摘自《深入明确Java捏造机》 第第三版中）
6.栈配置
- -Xss<size>
- 用于设置每个线程栈的巨细。
- 参数格式为：
- <size> 指定巨细，可以用单位 k 或 m 表现（如 -Xss512k 或 -Xss1m）。
- 默认值依赖于操作体系和JVM实现，通常为 1 MB 或 512 KB。
- 影响每个线程的栈深度，但总栈巨细受限于体系内存和线程数。
7.本地方法栈
- 本地方法栈（Natice Method Stacks） 与Java捏造机栈所发挥的作用时非常相似的，其区别只是Java捏造机栈为捏造机执行java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为了捏造机使用到的本地（native）方法服务。HotSpot捏造机（Java默认的捏造机）直接把本地方法栈和捏造机栈合二为一了。
总结：
JVM栈的核心在于管理方法调用和执行，每个栈帧包罗局部变量表、操作数栈、动态链接、返回所在等。栈的合理设计是 Java 步伐高效运行的底子，同时必要留意栈的溢出题目。
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