虚拟机栈（简介）

别给我加香菜
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虚拟机栈

简介

虚拟机栈的出现背景

  1. 由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的【如果设计成基于寄存器的，耦合度高，性能会有所提升，因为可以对具体的CPU架构进行优化，但是跨平台性大大降低】。
  2. 优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。

内存中的栈与堆

  1. 首先栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。
  2. 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，放哪里

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虚拟机栈基本内容

  • Java虚拟机栈是什么？

    • 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），对应着一次次的Java方法调用，栈是线程私有的
public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        StackTest test = new StackTest();
        test.methodA();
    }

    public void methodA() {
        int i = 10;
        int j = 20;

        methodB();
    }

    public void methodB(){
        int k = 30;
        int m = 40;
    }
}

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  • 虚拟机栈的生命周期

    • 生命周期和线程一致，也就是线程结束了，该虚拟机栈也销毁了

  • 虚拟机栈的作用

    • 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。
    • 局部变量，它是相比于成员变量来说的（或属性）
    • 基本数据类型变量 VS 引用类型变量（类、数组、接口）

虚拟机栈的特点

  • 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。

  • 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）
    • 执行结束后的出栈工作

  • 对于栈来说不存在垃圾回收问题

    • 栈不需要GC，但是可能存在OOM

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虚拟机栈的异常

面试题：栈中可能出现的异常？

  • 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虚拟机栈，那Java虚拟机将会抛出一个 OutofMemoryError 异常。

设置栈内存大小

概念

多去官方文档看看：docs.oracle.com/en/java/jav…

地址经常变

我们可以使用参数 -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。

Sets the thread stack size (in bytes). Append the letter k or K to indicate KB, m or M to indicate MB, and g or G to indicate GB. The default value depends on the platform:

  • Linux/x64 (64-bit): 1024 KB
  • macOS (64-bit): 1024 KB
  • Oracle Solaris/x64 (64-bit): 1024 KB
  • Windows: The default value depends on virtual memory
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