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1、虛擬機棧的概念
虛擬機棧也稱為Java棧，Java每個main方法被執(zhí)行的時候，JVM都會同步創(chuàng)建一個棧幀（Stack Frame），通過存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息來支撐和完成方法的執(zhí)行。棧幀就是虛擬機棧中的子單位。棧其實只有入棧和出棧兩種操作。
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棧的操作
入棧：每一次方法調(diào)用都會有一個對應的棧幀被壓入棧中，也成為壓棧。出棧：方法調(diào)用結束后，彈出，也成為彈棧。
2、虛擬機棧的特點
- 先進后出的原則。
- 線程私有的，它的生命周期和線程保持一致，隨線程而生，隨線程而滅。
- 線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的最大深度，會拋出StackOverflowError棧溢出異常。
- 虛擬機?？梢詣討B(tài)擴展，如果擴展的時候無法申請得到到足夠的內(nèi)存，就會拋出OutOfMemoryError異常。
運行時常見的異常
- NullPointerException - 空指針引用異常
- ClassCastException - 類型強制轉換異常
- IllegalArgumentException - 傳遞不合法參數(shù)異常
- ArithmeticException - 算術計算異常
- IndexOutOfBoundsException - 下標越界異常
- NumberFormatException - 數(shù)字格式異常
- UnsupportedOperationException - 不支持的操作異常
3、棧幀
Java中每一個方法從調(diào)用開始到執(zhí)行完成的過程，其實都對應著一個棧幀在虛擬機線程里面從入棧到出棧的過程。
4、棧幀的組成
棧幀由局部變量表、操作數(shù)棧（Operand Stack）、動態(tài)鏈接（Dynamic Linking）、方法返回地址（Return Address）和一些附加信息（對程序調(diào)試提供支持的信息）組成。
說明：
- 在活動線程中，只有位于棧頂?shù)臈凶霎斍皸?，也是正在?zhí)行的方法
- Java執(zhí)行引擎運行的所有字節(jié)碼指令其實都只針對當前棧幀進行操作
4.1 局部變量表
主要存放了編譯期明確的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對象引用（reference 類型，它不是針對對象本身，可能是一個指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔?，也可能是指向一個代表對象的句柄或其他與此對象相關的位置）。
4.2 操作數(shù)棧
操作數(shù)主要作為方法調(diào)用的中轉站使用，主要用來存放Java方法執(zhí)行過程中產(chǎn)生的中間計算結果和計算過程中產(chǎn)生的臨時變量。
4.3 動態(tài)鏈接
動態(tài)鏈接主要支撐一個Java方法需要調(diào)用其他方法的場景。當 Java 源文件被編譯成字節(jié)碼文件時，所有的變量和方法引用都作為符號引用（Symbilic Reference）保存在Class 文件的常量池里面。當一個Java方法要調(diào)用其他Java方法，需要將常量池中指向方法的符號引用轉換為其在內(nèi)存地址中的直接引用。動態(tài)鏈接作用：其實就是將符號引用轉換為調(diào)用方法的直接引用。
4.4 方法返回地址
Java方法開始執(zhí)行后，退出這個方法的方式：正常退出、異常退出。
- 正常退出：執(zhí)行引擎遇到方法返回的字節(jié)碼指令，這時候可能會有返回值傳遞給上層的方法調(diào)用者。 正常退出時調(diào)用PC計數(shù)器的值可以作為返回地址。
- 異常退出：在方法執(zhí)行過程中遇到異常，且異常沒有在方法體內(nèi)得到處理，返回地址要交給異常處理表來決定如何處理。
說明：方法退出之后，都需要返回到方法被調(diào)用的原始位置，程序才能繼續(xù)執(zhí)行。
5、棧的優(yōu)缺點
優(yōu)點：棧幀內(nèi)數(shù)據(jù)共享：一個棧幀中內(nèi)存數(shù)據(jù)共享，不同棧幀之間數(shù)據(jù)不共享，這樣可以減少內(nèi)存消耗存儲速度：棧幀存取數(shù)據(jù)快，僅次于寄存器。
編譯的時候就分配好了內(nèi)存，運行過程中不需要申請內(nèi)存大小，節(jié)約時間成本。
- 棧是機器提供的數(shù)據(jù)結構，計算機會分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行，效率高。
- 相比較堆來說，訪問效率高。
- 缺點靈活性差：棧在運行過程中，不能動態(tài)的去申請內(nèi)存、程序可能會報錯。
6、內(nèi)存中棧和堆的對比
棧屬于運行時的單位主要解決程序如何執(zhí)行的問題，堆屬于存儲的單位主要是用來解決數(shù)據(jù)的存儲問題。
- 堆是運行時數(shù)據(jù)區(qū)較大的一塊，所以Java的對象基本都放在堆空間。
- 棧主要用來存放基本數(shù)據(jù)類型的局部變量、引用數(shù)據(jù)類型的對象的引用
網(wǎng)頁標題：一篇聊聊 JVM 系列之虛擬機棧
當前URL：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dhcoijg.html
