JVM内存区域-栈的理解

基本知识点

• 栈 先进后出 LIFO的数据结构
• 栈帧
  
  • 以线程为组，一个线程可能会创建多个栈帧
• 栈帧的构成
  
  • 局部变量表
    
    • 编译期间确定其大小
    • 编译期间 存储在class文件的 该方法 对应的 方法表 的 CODE属性（表）中的 MAX_LOCAL属性中。
    • 如果方法是 实例方法，则局部变量表 第一个位置存储的是 this 引用
  • 操作数栈
    
    • 也是一个 LIFO的栈
    • 编译期间确定最大深度
    • 基本操作 就是将 局部变量表中的数据 根据class中的字节码指令不断地 入栈、出栈。
    • 单位：字宽， 一个字宽 代表32位的数据，可以存储java基本数据类型，包括double，long，他们占两个字宽。
  • 动态连接
    
    • 每个栈帧 都描述了一个方法，每个方法属于 一个 class文件，每个class拥有一个常量池，常量池中描述了很多 符号常量：比如 用户自定义的方法名，类名 等等。
    • 栈帧中 有一个引用，指向 被加载了的 class文件 （位于 java内存区域的 另外一个区域 ：方法区中）中的 常量池。所谓动态连接，就是解析 当前栈帧中 出现的 符号引用（某个其他类的方法、或属性），将这个符号 引用变成 直接 引用的过程。
  • 方法返回地址
    
    • 方法退出 有两种方式
      
      • return 指令
      • 发生异常
    • 当遇到这两种情况时，结合程序计数器（一个线程私有的 内存区域 用于 记录 下一条 执行的字节码指令位于 class 中的地址。 ） 将当前 栈帧出栈，并切换到 下一个 栈帧。

通俗理解

• 栈只是一个统称，其实我们真正需要了解的是栈帧。 栈帧是栈的基本结构，可以通俗的理解为，以线程为分组，一个线程每进入一个方法，就创建了一个栈帧，并将其压入栈中。

mainMethod(String args...){    T r1 = method1(arg1,arg2);    return r1; }

为了 方便理解 使用了 java 伪代码，其实 JVM执行的 是 编译后的 class 文件中的 字节码指令。

当一个线程进入到 mainMethod方法时，首先创建一个栈帧 并 将其入栈代表 mainMethod方法，逐行执行，发现调用method1时，保存好main栈帧的运行环境之后 创建新的栈帧代表 method1，然后将method1的栈帧入栈，通过method1的字节码指令，将位于栈帧中的局部变量表中 的arg1，arg2 ，依次压入 操作数栈， method1执行完毕后，通过method1栈帧记录的返回出口和程序计数器 查找到下一条 字节码指令，将计算结果 返回给 main 方法的，并将method1 栈帧 出栈，切换回 mainMethod的栈帧，并将计算结果 压入 mainMethod的 局部变量表的 r1变量中。

当然实际的情况远远比 这复杂的多，比如 栈帧之间 局部变量表 之间的共享等等，在这里只是做一个通俗的理解。