JVM之栈空间

Java虚拟机内存区域模型

**黄色区域：**所有线程共享的内存区域，会存在垃圾回收。

**灰色区域：**线程私有不会产生垃圾回收。

栈空间是运行时数据区中的一部分，那么栈空间如何存储数据呢？

Java虚拟机栈是什么

在运行时数据区中JAVA栈、本地方法栈、程序计数器三个都是线程所私有，栈的生命周期和线程的生命周期是一样的同生共死，虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法在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，每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。

需要注意的是在Java虚拟机规范中，对栈空间规定了两种异常情况

• 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。

• 如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展，只不过Java虚拟机规范也允许固定长度的虚拟机栈）。如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常

栈帧如何使用

一个方法从调用到结束就意味着一个栈帧从栈中入栈到出栈的过程，那么具体怎么做呢？参考如下代码

public class App {
    private String name;
    private Object object = new Object();

    public int add() {
        int a = 2;
        int b = 3;
        int c = (a + b) * 8;
        return c;
    }
    
    /**
     * 程序入口
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        App app = new App();
        int result = app.add();
        System.out.println(result);
    }
}

我们可以查看App.class编译后的文件，javap -c App.class得到结果，如add方法的字节码如下

  public int add();
    Code:
       0: iconst_2
       1: istore_1
       2: iconst_3
       3: istore_2
       4: iload_1
       5: iload_2
       6: iadd
       7: bipush        8
       9: imul
      10: istore_3
      11: iload_3
      12: ireturn

iconst_2：表示将数值2压入操作数栈中

istore_1：表示将操作数栈的栈顶出栈，放入局部变量表索引为1的位置（也就是给变量a赋值，当然先要在局部变量表中分配内存）

iconst_3和istore_2就类似了，执行完结果如下所示

iload_1：把局部变量表索引为1的值（也就是变量a的值）放入操作数栈栈顶，iload_2类似，执行完结果如下所示

iadd：将操作数栈栈顶元素和栈顶下一个元素进行加法运算，运算后放入操作数栈栈顶

bipush 8：将一个八位带符号整数压入操作数栈中

imul：乘法计算，类似上面的加法将操作数栈的栈顶元素和栈顶下一个元素出栈，然后将结果入栈到操作数栈中

istore_3：将操作数栈的栈顶元素出栈，放入局部变量表索引为3的位置（就是为变量c赋值）

iload_3：将局部变量表索引为3的值（也就是变量c的值）放入操作数栈栈顶

ireturn：返回操作数栈栈顶元素也就是40

到这里add方法就结束了返回，方法出口记录应该返回的位置，也就是add方法栈帧出栈，然后进入main方法栈帧执行逻辑，所以整体逻辑如下所示。

注意

在活动的线程中，只有位于栈顶的栈帧才是有效的，称之为当前栈帧，与这个栈帧相关联的方法称为当前方法。

执行引擎的所有字节码指令都只针对当前栈帧进行操作。