3.运行时数据区[PC寄存器、虚拟机栈、本地方法栈]

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概述

在java虚拟机在执行java程序的过程中,会把它所有的内存划分成若干个不同的数据区域,这些区域有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的随着虚拟机的启动而创建,有的随着用户的线程启动和结束而创建和销毁。根据《Java虚拟机规范》定义一共定义了六块区域

1. PC寄存器或程序计数器(The pc Register)

1.1 说明

程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间,可以看作是当前线程所执行字节码的行号指示器。 分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器完成。

  • 存储的是当前线程所执行的字节码的行号指示器
  • 每个线程有一个独立的程序计数器,线程之间互不影响
  • 如果线程执行的Java方法,则计数器记录正在执行的虚拟机字节码的指令的地址
  • 如果正在执行的本地方法,这个计数器值则应为空(undefined)
  • 运行时数据区中唯一不会出现OOM的区域,没有垃圾回收

1.2 代码演示

1.3 常见问题

  • 1.使用PC寄存器存储字节码指令地址有什么用呢?为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址呢?
    答: 因为CPU需要不停的切换各个线程,这时候切换回来以后,就得知道接着从哪开始继续执行 JVM的字节码解释器就需要通过改变PC寄存器的值来明确下一条应该执行什么样的字节码指令
  • 2.PC寄存器为什么会设定为线程私有
    我们都知道所谓的多线程在一个特定的时间段内指回执行其中某一个线程的方法,CPU会不停滴做任务切换,这样必然会导致经常中断或恢复,如何保证分毫无差呢?为了能够准确地记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址,最好的办法自然是为每一个线程都分配一个PC寄存器,这样一来各个线程之间便可以进行独立计算,从而不会出现相互干扰的情况。
    由于CPU时间片轮限制,众多线程在并发执行过程中,任何一个确定的时刻,一个处理器或者多核处理器中的一个内核,只会执行某个线程中的一条指令。 这样必然导致经常中断或恢复,如何保证分毫无差呢?每个线程在创建后,都会产生自己的程序计数器和栈帧,程序计数器在各个线程之间互不影响。

1.4 CPU时间片

CPU时间片即CPU分配各各个程序的时间,每个线程被分配一个时间段。称作它的时间片。
在宏观上:我们可以同时打开多个应用程序,每个程序并行不悖,同时运行。
但在微观上:由于只有一个CPU,一次只能处理程序要求的一部分,如何处理公平,一种方法就是引入时间片,每个程序轮流执行。
并行与并发
并行:同一时间多个线程同时执行;
并发:一个核快速切换多个线程,让它们依次执行,看起来像并行,实际上是并发

2.虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks)

2.1说明

Java 虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks)是线程私有的,生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是 Java 方法执行的内存模型:每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧(Stack Frame),存储 局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口。每一个方法被调用到执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

  • java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack),早期也叫Java栈。 每个线程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(Stack Frame),对应这个一次次的java方法调用。它是线程私有的
  • 主管java程序的运行,它保存方法的局部变量(8种基本数据类型、对象的引用地址)、部分结果,并参与方法的调用和返回。
  • 生命周期和线程是一致的

2.1.1 内存中的堆与栈

  • 栈是运行时的单位,而堆是存储的单位 即:栈解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据。堆解决的是数据* 存储的问题,即数据怎么放、放在哪儿。
  • 一般来讲,对象主要都是放在堆空间的,是运行时数据区比较大的一块
  • 栈空间存放 基本数据类型的局部变量,以及引用数据类型的对象的引用

2.1.2 栈的操作

  • 栈是一种快速有效的分配存储方式,访问速度仅次于PC寄存器(程序计数器)
  • JVM直接对java栈的操作只有两个
    • 每个方法执行,伴随着进栈(入栈,压栈)
    • 每个方法执行,伴随着进栈(入栈,压栈)
  • 对于栈来说不存在垃圾回收问题

2.1.3 栈的OOM

java虚拟机规范允许Java栈的大小是动态的或者是固定不变的

  • 如果采用固定大小的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java虚拟机栈允许的最大容量,java虚拟机将会抛出一个 StackOverFlowError异常
  • 如果java虚拟机栈可以动态拓展,并且在尝试拓展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈,那java虚拟机将会抛出一个 OutOfMemoryError异常
/**
* 演示栈中的异常
*/
public class StackErrorTest {
   public static void main(String[] args) {
       main(args);
   }
}

2.1.4 设置栈大小的参数

使用参数-Xss选项来设置线程的最大栈空间,栈的大小直接决定了函数调用的最大可达深度。

/**
 * 演示栈中的异常
 *
 * 默认情况下:count 10818
 * 设置栈的大小: -Xss256k count 1872
 */
public class StackErrorTest {
    private static int count = 1;
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(count);
        count++;
        main(args);
    }
}

2.2 栈的内部及运行

2.2.1 栈的说明

  • 每个线程都有自己的栈,栈中的数据都是以栈帧(Stack Frame)的格式存在
  • 在这个线程上正在执行的每个方法都对应各自的一个栈帧
  • 栈帧是一个内存区块,是一个数据集,维系着方法执行过程中的各种数据信息
  • 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/后进先出的和原则。
  • 在一条活动线程中,一个时间点上,只会有一个活动的栈帧。即只有当前正在执行的方法的栈帧(栈顶栈帧)是有效的,这个栈帧被称为当前栈帧(Current Frame),与当前栈帧对应的方法就是当前方法(Current Frame)
  • 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
  • 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,成为新的当前栈帧
  • 不同线程中所包含的栈帧是不允许相互引用的,即不可能在另一个栈帧中引用另外一个线程的栈帧
  • 如果当前方法调用了其他方法,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
  • Java方法有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。不管使用哪种方式,都会导致栈帧被弹出。

/**
 * 栈帧
 */
public class StackFrameTest {
    public static void main(String[] args) {
        StackFrameTest test = new StackFrameTest();
        test.method1();
        //输出 method1()和method2()都作为当前栈帧出现了两次,method3()一次
//        method1()开始执行。。。
//        method2()开始执行。。。
//        method3()开始执行。。。
//        method3()执行结束。。。
//        method2()执行结束。。。
//        method1()执行结束。。。
    }

    public void method1(){
        System.out.println("method1()开始执行。。。");
        method2();
        System.out.println("method1()执行结束。。。");
    }

    public int method2(){
        System.out.println("method2()开始执行。。。");
        int i = 10;
        int m = (int) method3();
        System.out.println("method2()执行结束。。。");
        return i+m;
    }

    public double method3(){
        System.out.println("method3()开始执行。。。");
        double j = 20.0;
        System.out.println("method3()执行结束。。。");
        return j;
    }

}

2.2.2 栈帧的内部结构

每个栈帧中存储着:

  • 局部变量表(Local Variables)
  • 操作数栈(Operand Stack)(或表达式栈)
  • 动态链接(Dynamic Linking)(或执行运行时常量池的方法引用)
  • 方法返回地址(Return Adress)(或方法正常退出或者异常退出的定义)
  • 一些附加信息

2.3 局部变量表(Local Variables)

2.3.1 说明

  • 局部变量表也被称之为局部变量数组或本地变量表
  • 定义为一个数字数组,主要用于存储方法参数和定义在方法体内的局部变量这些数据类型包括各类基本数据类型、对象引用(reference),以及returnAddressleixing
  • 由于局部变量表是建立在线程的栈上,是线程私有的数据,因此不存在数据安全问题
  • 局部变量表所需的容量大小是在编译期确定下来的,并保存在方法的Code属性的maximum local variables数据项中。在方法运行期间是不会改变局部变量表的大小的
  • 方法嵌套调用的次数由栈的大小决定。一般来说,栈越大,方法嵌套调用次数越多。对一个函数而言,他的参数和局部变量越多,使得局部变量表膨胀,它的栈帧就越大,以满足方法调用所需传递的信息增大的需求。进而函数调用就会占用更多的栈空间,导致其嵌套调用次数就会减少。
  • 局部变量表中的变量只在当前方法调用中有效。在方法执行时,虚拟机通过使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程。当方法调用结束后,随着方法栈帧的销毁,局部变量表也会随之销毁。

2.3.2 变量槽slot的理解与演示

  • 参数值的存放总是在局部变量数组的index0开始,到数组长度-1的索引结束
  • 局部变量表,最基本的存储单元是Slot(变量槽)
  • 局部变量表中存放编译期可知的各种基本数据类型(8种),引用类型(reference),returnAddress类型的变量。
    byte、short、char、float在存储前被转换为int,boolean也被转换为int,0表示false,非0表示true;
    long和double则占据两个slot。
  • 如果需要访问局部变量表中一个64bit的局部变量值时,只需要使用签一个索引即可。(比如:访问long或者double类型变量)
  • 如果当前帧是由构造方法或者实例方法创建的,那么该对象引用this将会存放在index为0的slot处,其余的参数按照参数表顺序排列。

public class LocalVariablesTest {

    private int count = 1;
    //静态方法不能使用this
    public static void testStatic(){
        //编译错误,因为this变量不存在与当前方法的局部变量表中!!!
        System.out.println(this.count);
    }
}

2.3.3 slot的重复利用

栈帧中的局部变量表中的槽位是可以重复利用的,如果一个局部变量过了其作用域,那么在其作用域之后申明的新的局部变量就很有可能会复用过期局部变量的槽位,从而达到节省资源的目的。

private void test2() {
        int a = 0;
        {
            int b = 0;
            b = a+1;
        }
        //变量c使用之前以及经销毁的变量b占据的slot位置
        int c = a+1;
    }

2.3.4 静态变量与局部变量的对比及小结

  • 按照数据类型分:
    • 基本数据类型;
    • 引用数据类型;
  • 按照在类中声明的位置分:
    • 成员变量:在使用前,都经历过默认初始化赋值
      • static修饰:类变量:类加载linking的准备阶段给类变量默认赋值——>初始化阶段给类变量显式赋值即静态代码块赋值;
      • 不被static修饰:实例变量:随着对象的创建,会在堆空间分配实例变量空间,并进行默认赋值
    • 局部变量:在使用前,必须要进行显式赋值的!否则,编译不通过
    • 在栈帧中,与性能调优关系最为密切的部分就是局部变量表。在方法执行时,虚拟机使用局部变量表完成方法的传递
    • 局部变量表中的变量也是重要的垃圾回收根节点,只要被局部变量表中直接或间接引用的对象都不会被回收

2.4 操作数栈(Operand Stack)

  • 每一个独立的栈帧中除了包含局部变量表以外,还包含一个后进先出的操作数栈,也可以成为表达式栈
  • 操作数栈,在方法执行过程中,根据字节码指令,往栈中写入数据或提取数据,即入栈(push)或出栈(pop)

2.4.1 概述

  • Java虚拟机的解释引擎是基于栈的执行引擎,其中栈就是操作数栈
  • 主要用于保存计算过程的中间结果,同时作为计算过程中变量临时的存储空间
  • 当一个方法刚开始执行的时候,一个新的栈帧也会随之被创建出来,这个方法的操作数栈是空的
  • 每一个操作数栈会拥有一个明确的栈深度,用于存储数值,最大深度在编译期就定义好
  • 栈中,32bit类型占用一个栈单位深度,64bit类型占用两个栈单位深度
  • 操作数栈并非采用访问索引方式进行数据访问,而是只能通过标准的入栈、出栈操作完成一次数据访问
  • 如果被调用的方法带有返回值的话,其返回值将会被压入当前栈帧的操作数栈中,并更新PC寄存器中下一条需要执行的字节码指令。
  • 结合上图结合下面的图来看一下一个方法(栈帧)的执行过程
    ①15入栈;②存储15,15进入局部变量表

③压入8;④存储8,8进入局部变量表;

⑤从局部变量表中把索引为1和2的是数据取出来,放到操作数栈;⑥iadd相加操作,8和15出栈

⑦iadd操作结果23入栈;⑧将23存储在局部变量表索引为3的位置上

2.4.2 i++ 和 ++i的区别

i++:是先把i拿出来使用,然后再+1;
++i :是先把i+1,然后再拿出来使用;

2.4.3 栈顶缓存技术ToS(Top-of-Stack Cashing)

  • 基于栈式架构的虚拟机所使用的零地址指令更加紧凑,但完成一项操作的时候必然需要使用更多的入栈和出栈指令,这同时也就意味着将需要更多的指令分派(instruction dispatch)次数和内存读/写次数
  • 由于操作数是存储在内存中的,因此频繁地执行内存读/写操作必然会影响执行速度。为了解决这个问题,HotSpot JVM的设计者们提出了栈顶缓存技术,将栈顶元素全部缓存在屋里CPU的寄存器中,以此降低对内存的读/写次数,提升执行疫情的执行效率

2.5 动态链接(Dynamic Linking)

2.5.1 概述

  • 每一个栈帧内部都包含一个指向运行时常量池或该栈帧所属方法的引用。包含这个引用的目的就是为了支持当前方法的代码能够实现动态链接。比如invokedynamic指令
  • 在Java源文件被编译成字节码文件中时,所有的变量和方法引用都作为符号引用(symbolic Refenrence)保存在class文件的常量池里。比如:描述一个方法调用了另外的其他方法时,就是通过常量池中指向方法的符号引用来表示的,那么动态链接的作用就是为了将这些符号引用转换为调用方法的直接引用。

2.5.2 方法调用

  • 方法调用唯一的任务是确定被调用方法的版本(调用哪个方法),暂时还不涉及方法内部的具体运行过程
  • Class文件的编译过程不包含传统编译的连接步骤,一切方法调用在Class文件里面存储的都只是符号引用,而不是方法在实际运行时内存布局中的入口地址。这使得Java有强大的动态扩展能力,但使Java方法的调用过程变得相对复杂,需要在类加载期间甚至到运行时才能确定目标方法的直接引用

在JVM中,将符号引用转换为调用方法的直接引用与方法的绑定机制相关

  • 静态链接:调用的目标方法在编译期可知,且运行期保持不变时
  • 动态链接:只能够在程序运行期将调用方法的符号引用转换为直接引用,由于这种引用转换过程具备动态性,因此也就被称之为动态链接

对应的方法的绑定机制为:早期绑定(Early Binding)和晚期绑定(Late Bingding)

  • 前期绑定:早期绑定就是指被调用的目标方法如果在编译期可知,且运行期保持不变时,即可将这个方法与所属的类型进行绑定,这样一来,由于明确了被调用的目标方法究竟是哪一个,因此也就可以使用静态链接的方式将符号引用转换为直接引用。
  • 后期绑定(多态):如果被调用的方法在编译期无法被确定下来,只能够在程序运行期根据实际的类型绑定相关的方法,这种绑定方式也就被称之为晚期绑定。

2.5.3 虚方法和非虚方法

  • 非虚方法:
    • 如果方法在编译器就确定了具体的调用版本,这个版本在运行时是不可变的。这样的方法称为非虚方法
    • 静态方法,私有方法,final方法,实例构造器,父类方法都是非虚方法
  • 其他方法称为虚方法

Java虚拟机调用字节码指令有哪些

  • invokestatic:调用静态方法
  • invokespecial:调用实例构造器方法、私有方法和父类方法
  • invokevirtual:调用所有的虚方法
  • invokeinterface:调用接口方法
  • invokedynamic:动态解析出需要调用的方法,然后执行
  • 其中invokestatic指令和invokespecial指令调用的方法称为非虚方法,其余的(final修饰的除外)称为虚方法

直到Java8的Lambda表达式的出现,invokedynamic指令的生成,在Java中才有了直接的生成方式

/**
 * 解析调用中非虚方法、虚方法的测试
 */
class Father {
    public Father(){
        System.out.println("Father默认构造器");
    }

    public static void showStatic(String s){
        System.out.println("Father show static"+s);
    }

    public final void showFinal(){
        System.out.println("Father show final");
    }

    public void showCommon(){
        System.out.println("Father show common");
    }

}

public class Son extends Father{
    public Son(){
        super();
    }

    public Son(int age){
        this();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Son son = new Son();
        son.show();
    }

    //不是重写的父类方法,因为静态方法不能被重写
    public static void showStatic(String s){
        System.out.println("Son show static"+s);
    }

    private void showPrivate(String s){
        System.out.println("Son show private"+s);
    }

    public void show(){
        //invokestatic
        showStatic(" 大头儿子");
        //invokestatic
        super.showStatic(" 大头儿子");
        //invokespecial
        showPrivate(" hello!");
        //invokespecial
        super.showCommon();
        //invokevirtual 因为此方法声明有final 不能被子类重写,所以也认为该方法是非虚方法
        showFinal();
        //虚方法如下
        //invokevirtual
        showCommon();//没有显式加super,被认为是虚方法,因为子类可能重写showCommon
        info();

        MethodInterface in = null;
        //invokeinterface  不确定接口实现类是哪一个 需要重写
        in.methodA();

    }

    public void info(){

    }

}

interface MethodInterface {
    void methodA();
}

关于invokedynamic指令

  • JVM字节码指令集一直比较稳定,一直到java7才增加了一个invokedynamic指令,这是Java为了实现【动态类型语言】支持而做的一种改进
  • 但是java7中并没有提供直接生成invokedynamic指令的方法,需要借助ASM这种底层字节码工具来产生invokedynamic指令.直到Java8的Lambda表达式的出现,invokedynamic指令的生成,在java中才有了直接生成方式
  • Java7中增加的动态语言类型支持的本质是对java虚拟机规范的修改,而不是对java语言规则的修改,这一块相对来讲比较复杂,增加了虚拟机中的方法调用,最直接的受益者就是运行在java凭条的动态语言的编译器

动态类型语言和静态类型语言

  • 动态类型语言和静态类型语言两者的却别就在于对类型的检查是在编译期还是在运行期,满足前者就是静态类型语言,反之则是动态类型语言
  • Java是静态类型语言(尽管lambda表达式为其增加了动态特性),js,python是动态类型语言

2.5.4 方法重写的本质

  • 1 找到操作数栈的第一个元素所执行的对象的实际类型,记作C。
  • 2.如果在类型C中找到与常量中的描述符合简单名称都相符的方法,则进行访问权限校验,如果通过则返回这个方法的直接引用,查找过程结束;如果不通过,则返回java.lang.IllegalAccessError异常。
  • 3.否则,按照继承关系从下往上依次对c的各个父类进行第二步的搜索和验证过程。
  • 4.如果始终没有找到合适的方法,则抛出java.lang.AbstractMethodError异常。 IllegalAccessError介绍 程序视图访问或修改一个属性或调用一个方法,这个属性或方法,你没有权限访问。一般的,这个会引起编译器异常。这个错误如果发生在运行时,就说明一个类发生了不兼容的改变。

2.5.5 虚方法表

  • 面向对象的编程中,会很频繁的使用动态分配,如果每次动态分配的过程都要重新在类的方法元数据中搜索合适的目标的话,就可能影响到执行效率,因此为了提高性能,JVM采用在类的方法区建立一个虚方法表,使用索引表来代替查找
  • 每个类都有一个虚方法表,表中存放着各个方法的实际入口
  • 那么虚方法表什么时候被创建? 虚方法表会在类加载的链接阶段被创建 并开始初始化,类的变量初始值准备完成之后,jvm会把该类的方发表也初始化完毕。

2.6 方法返回地址(Return Address)

  • 存放调用该方法的pc寄存器的值
  • 方法的结束: 1正常执行完成 2出现未处理异常,非正常退出
  • 无论哪种方式退出,方法退出后,都会返回该方法被调用的位置。方法正常退出时,调用者的PC计数器的值作为返回地址,即调用该方法的指令的下一条指令的地址。
  • 异常退出的,返回地址是通过异常表来确定,栈帧中一般不会保存这部分信息
  • 本质上,方法的退出就是当前栈帧出栈的过程。此时,需要恢复上层方法的局部变量表、操作数栈、将返回值也如调用者栈帧的操作数栈、设置PC寄存器值等,让调用者方法继续执行下去。
  • 正常完成出口和异常完成出口的区别在于:通过异常完成出口退出的不会给他的上层调用者产生任何的返回值。
  • 执行引擎遇到任意一个方法返回的字节码指令(return),会有返回值传递给上层的方法调用者,简称正常完成出口
    • ireturn返回值是boolean,byte,char,short,和int类型时使用
    • areturn 引用类型
    • 还有一个return指供声明为 void的方法、实例初始化方法、类和接口的初始化方法使用

2.7 一些附加信息

允许携带与Java虚拟机实现相关的一些附加信息,例如对程序调试提供支持的信息。不确定有,可选情况

2.8 常见问题

  • 1.举例栈溢出的情况?(StackOverflowError)
    递归调用等,通过-Xss设置栈的大小;

  • 2.调整栈的大小,就能保证不出现溢出么?
    不能 如递归无限次数肯定会溢出,调整栈大小只能保证溢出的时间晚一些

  • 3.分配的栈内存越大越好么?
    不是 会挤占其他线程的空间

  • 4.垃圾回收是否会涉及到虚拟机栈?
    不会

  • 5.方法中定义的局部变量是否线程安全?

/**
 * 面试题:
 * 方法中定义的局部变量是否线程安全?具体情况具体分析
 *
 * 何为线程安全?
 *     如果只有一个线程可以操作此数据,则毙是线程安全的。
 *     如果有多个线程操作此数据,则此数据是共享数据。如果不考虑同步机制的话,会存在线程安全问题
 *
 * StringBuffer是线程安全的,StringBuilder不是
 */
public class StringBuilderTest {

    //s1的声明方式是线程安全的
    public static void method1(){
        StringBuilder s1 = new StringBuilder();
        s1.append("a");
        s1.append("b");
    }

    //stringBuilder的操作过程:是不安全的,因为method2可以被多个线程调用
    public static void method2(StringBuilder stringBuilder){
        stringBuilder.append("a");
        stringBuilder.append("b");
    }

    //s1的操作:是线程不安全的 有返回值,可能被其他线程共享
    public static StringBuilder method3(){
        StringBuilder s1 = new StringBuilder();
        s1.append("a");
        s1.append("b");
        return s1;
    }

    //s1的操作:是线程安全的 ,StringBuilder的toString方法是创建了一个新的String,s1在内部消亡了
    public static String method4(){
        StringBuilder s1 = new StringBuilder();
        s1.append("a");
        s1.append("b");
        return s1.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder s = new StringBuilder();
        new Thread(()->{
            s.append("a");
            s.append("b");
        }).start();

        method2(s);

    }

}

3 本地方法栈

  • Java虚拟机栈用于管理Java方法的调用,而本地方法栈用于管理本地方法的调用
  • 本地方法栈,也是线程私有的。
  • 允许被实现成固定或者是可动态拓展的内存大小。(在内存溢出方面是相同的)
    • 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量,Java虚拟机将会抛出一个StackOverFlowError异常。
    • 如果本地方法栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那么java虚拟机将会抛出一个OutOfMemoryError异常。
  • 本地方法是使用C语言实现的
  • 它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法,在Execution Engine执行时加载本地方法库。
  • 当某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限
    • 本地方法可以通过本地方法接口来 访问虚拟机内部的运行时数据区
    • 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器
    • 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存
  • 并不是所有的JVM都支持本地方法。因为Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。如果JVM产品不打算支持native方法,也可以无需实现本地方法栈。
  • 在hotSpot JVM中,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

4 本地方法接口

  • 简单来讲,一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口,一个Native Method 是这样一个java方法:该方法的实现由非Java语言实现,比如C
  • 标识符native可以与其他所有的java标识符连用,但是abstract除外
  • 为什么要使用Native Method
    • 与java环境外交互:例如启动一个线程
    • 与操作系统交互:例如与操作系统底层或硬件交换信息时的情况