当class 文件通过类加载子系统到内存中,在内存中生成对应的运行时数据区。

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_Java

这篇主要讲解的是图中红框的部分——>Java虚拟机栈。

一、概念:

Java虚拟机栈,早期也叫Java 栈。每个线程都在创建时都会创建一个虚拟机栈,其内部保存一个个的栈帧,对应着一次次的Java方法调用,是线程私有的。

如图:

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_出栈_02

二、生命周期:

生命周期和线程是一致的。

三、作用:

主管java程序的运行,它保存方法的局部变量、部分结果,并参与方法的调用和返回。

四、栈的特点(优点)

a、栈是一种快速有效的分配存储方式,访问速度仅次于程序计数器。

b、JVM直接对Java栈的操作只有两个:

(1)每个方法执行,伴随着进栈(入栈,压栈)

(2)执行结束后的出栈工作

c、对于栈来说不存在垃圾回收问题,但是会出现OOM

四、虚拟机栈的常见异常与如何设置栈大小:

常见异常:

Java虚拟机规范允许Java栈的大小是动态或者是固定不变的

如果是固定大小的Java虚拟机栈,那每一个线程的Java虚拟机栈容量可以在线程创建的时候独立选定。如果线程请求分配的栈容量超过虚拟机栈允许的最大容量,java虚拟机将会抛出一个StackOverFlowError

如果Java虚拟机栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈,那么Java虚拟机将会抛出

OutOfMemoryError 异常

设置虚拟栈大小:

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_Java_03

五、栈的存储元素:

(1)每个线程都有自己的栈,栈中的数据都是以栈帧的格式存在的。

(2)在整个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧。

(3)栈帧是一个内存区块,是一个数据集,维系着方法在执行过程中的各种数据信息。

六、栈的运行原理:

(1)Jvm直接对java栈的操作只有两个,就是对栈帧的压栈和出栈,遵循“先进后出” 或者“后进先出”的原则

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_Java_04

(2)在一条活动线程中,一个时间点上,只会由一个活动的栈帧。即只有当前正在执行的方法的栈帧是有效的,这个栈帧被称为当前栈帧,与当前栈帧对应的方法就是

当前方法,定义这个方法的类就是当前类。

(3)执行引擎运行的所有字节码指令只针对当前栈帧进行操作。

(4)如果在该方法中调用了其他方法,对应的新的栈帧会被创建出来,放在栈的顶端,称为新的当前栈帧。

(5)不同线程所包含的栈帧是不允许存在相互引用的,即不可能在一个栈帧之中引用另外一个线程的栈帧。

(6)如果当前线程调用了其他方法,方法返回之际,当前栈帧会传回此方法的执行结果给前一个栈帧,接着,虚拟机会丢弃当前栈帧,使得前一个栈帧重新成为当前栈帧。

(7)Java方法由两种返回函数的方式,一种是正常的函数返回,使用return指令;另外一种是抛出异常(这里指的是有捕获的异常)。不管使用哪种方式,都会

导致栈帧被弹出。

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_jvm_05

method1 会向出栈,并向main 抛出异常,如果mian()方法里有处理异常的方式,就会正常结束。如图:

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_jvm_06

运行结果

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_常见异常_07

如果没有处理异常的方式:

就不会打印main()正常结束,这种方式是虚拟机终止。

七、栈帧的内部结构:

java虚拟机栈的工作流程 jvm虚拟机栈_java虚拟机栈的工作流程_08