JVM(二)--栈帧(一)

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接上篇 JVM(一),我们继续分析JVM的栈帧

一、栈帧概述

1. 栈帧介绍

我们先看这幅图,然后展开讲

栈帧.png

JVM 执行 Java 程序时需要装载各种数据到内存中,不同的数据存放在不同的内存区中(逻辑上),这些数据内存区称作运行时数据区,其中 JVM Stack,中存放的就是 Stack Frame

一个线程对应一个 JVM Stack。JVM Stack 中包含一组 Stack Frame。线程每调用一个方法就对应着 JVM Stack 中 Stack Frame 的入栈,方法执行完毕或者异常终止对应着出栈(销毁)

当 JVM 调用一个 Java 方法时,它从对应类的类型信息中得到此方法的局部变量区和操作数栈的大小,并据此分配栈帧内存,然后压入 JVM 栈中。

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

下面我们介绍一下栈帧中的局部变量表、操作数栈、动态连接和方法返回地址等各个部分的作用和数据结构

二、栈帧结构

1. 局部变量表

局部变量表是一组变量值存储空间,用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量,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。

局部变量表的容量以变量槽(Slot)为最小单位,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,栈帧中的局部变量表中的槽位是可以重用的,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新的局部变量变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。

  • 在局部变量表里,32位以内的类型只占用一个slot(包括returnAddress类型),64位的类型占用两个slot(long和double)。
  • byte、short、char在储存前被转换为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
  • JVM会为局部变量表中的每一个Slot都分配一个访问索引,通过这个索引即可成功访问到局部变量表中指定的局部变量值
  • 当一个实例方法被调用的时候,它的方法参数和方法体内部定义的局部变量将会按照顺序被复制到局部变量表中的每一个slot上
  • 如果需要访问局部变量表中一个64bit的局部变量值时,只需要使用前一个索引即可。(比如:访问long或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继续排列。(this也相当于一个变量)