《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》_求知之路漫漫_2.2.2 Java虚拟机栈

【摘要】 本书摘自《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》一书中第2章，第2节，周志明著。

2.2.2 Java虚拟机栈

与程序计数器 一样，Java 虚拟机栈 (Java Virtual Machine Stack) 也是线程私有的，它 的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java 方法执行的线程内存模型：每个方法被执 行 的 时 候 ，Java 虚拟机都会同步创建一个栈帧③ (Stack Frame) 用于存储局部变量表、操作 数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一 个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

经常有人把Java 内存区域笼统地划分为堆内存 (Heap) 和栈内存 (Stack), 这种划分方 式直接继承自传统的C 、C++ 程序的内存布局结构，在 Java 语言里就显得有些粗糙了，实 际的内存区域划分要比这更复杂。不过这种划分方式的流行也间接说明了程序员最关注的、与对象内存分配关系最密切的区域是“堆”和“栈”两块。其中，“堆”在稍后笔者会专门 讲述，而“栈”通常就是指这里讲的虚拟机栈，或者更多的情况下只是指虚拟机栈中局部 变量表部分。

局部变量表存放了编译期可知的各种Java 虚拟机基本数据类型 (boolean 、byte 、char 、 short 、int 、float 、long 、double) 、 对象引用 (reference 类型，它并不等同于对象本身，可 能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此 对象相关的位置)和 returnAddress 类型(指向了一条字节码指令的地址)。

这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽 (Slot) 来表示，其中64位长度 的 long 和 double类型的数据会占用两个变量槽，其余的数据类型只占用一个。局部变量表 所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在栈帧中分配多 大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。请读者注 意，这里说的“大小”是指变量槽的数量，虚拟机真正使用多大的内存空间(譬如按照1个 变量槽占用32个比特、64个比特，或者更多)来实现一个变量槽，这是完全由具体的虚拟 机实现自行决定的事情。

在《 Java 虚拟机规范》中，对这个内存区域规定了两类异常状况：如果线程请求的栈 深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError 异常；如果Java 虚拟机栈容量 可以动态扩展9,当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出 OutOfMemoryError 异常。

2.2.3 本地方法栈

本地方法栈 (Native Method Stacks) 与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只 是虚拟机栈为虚拟机执行Java 方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则是为虚拟机使 用到的本地 (Native) 方法服务。

《Java 虚拟机规范》对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有任何 强制规定，因此具体的虚拟机可以根据需要自由实现它，甚至有的Java 虚拟机(譬如 Hot- Spot 虚拟机)直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会 在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛出 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 异常。

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