java 虚拟机栈

梦里梦外; 2022-08-29 10:08 253阅读 0赞

1、虚拟机栈

虚拟机栈(stack)是由一个个的栈帧组成，对应着每一的java方法的调用，且线程私有；

栈帧由局部变量表、操作数栈、动态链接、返回方法地址四部分组成；

栈是一个运行时的单位，解决程序如何执行，数据如何处理的，只有进栈出栈操作，不存在内垃圾收问题，而堆(heap)则是处理数据存储问题，解决数据存储在哪里。

2、栈帧解析

（1）局部变量表

定义一个数字数组，主要存储方法参数和定义在方法中的局部变量，这些数据包括基本数据类        型和引用数据类型，以及返回参数的类型；

局部变量表的最基本单位是槽（solt），32位以内的类型占用1个槽，64位的占用2个槽；

当方法位构造方法或者成员方法，会把该对象存放在index为0的slot处，其余的参数表顺序排列

(2)  操作数栈

先进后出，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，即压栈、出栈操作。某些字节码指令将值压入操作数栈，其余的字节码指令将操作数提取出栈，使用它们后再把结果压入栈中。

操作数栈主要用于保存计算过程中的中间结果，同时作为计算过程中的临时变量的存储空间；

关于操作数栈运算的一些原则：

a、代码指令的赋值（=）操作，最后计算；

b、赋值（=）右边的指令，从左至右加载值，依次压入操作数栈；

c、计算数值根据运算符优先级计算

d、自增自减操作直接修改的局部变量表的值，不经过操作数栈

e、最后赋值之前，临时结果也存在操作数栈中

（3）动态链接

每个栈帧内部包含一个指向运行时常量池中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地方的代码能够实现动态链接

（4）返回地址

存放调用该方法的程序计数器的值，即调用该方法指令的下一条指令的地址。

如果方法执行出现异常，会从异常表中获取返回地址，不会从栈帧中获取。

（5）附加信息

3、代码展示

public class GcApp {
    
        public static void main(String[] args) {
           GcApp gcApp = new GcApp();
           gcApp.printNum();
        }
    
        public   void  printNum(){
    
            int  a= 10;
    
            int  b =  15;
    
            int c = b++;
    
            System.out.println("a+b="+(a+b));
    
            System.out.println("a*c="+a*c);
        }
    }

通过反汇编查看printNum（）的栈帧局部变量表

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操作数栈

0 bipush 10
     2 istore_1
     3 bipush 15
     5 istore_2
     6 iload_2
     7 iinc 2 by 1
    10 istore_3
    11 getstatic #5 <java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;>
    14 new #6 <java/lang/StringBuilder>
    17 dup
    18 invokespecial #7 <java/lang/StringBuilder.<init> : ()V>
    21 ldc #8 <a+b=>
    23 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append : (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;>
    26 iload_1
    27 iload_2
    28 iadd
    29 invokevirtual #10 <java/lang/StringBuilder.append : (I)Ljava/lang/StringBuilder;>
    32 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.toString : ()Ljava/lang/String;>
    35 invokevirtual #12 <java/io/PrintStream.println : (Ljava/lang/String;)V>
    38 getstatic #5 <java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;>
    41 new #6 <java/lang/StringBuilder>
    44 dup
    45 invokespecial #7 <java/lang/StringBuilder.<init> : ()V>
    48 ldc #13 <a*c=>
    50 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append : (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;>
    53 iload_1
    54 iload_3
    55 imul
    56 invokevirtual #10 <java/lang/StringBuilder.append : (I)Ljava/lang/StringBuilder;>
    59 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.toString : ()Ljava/lang/String;>
    62 invokevirtual #12 <java/io/PrintStream.println : (Ljava/lang/String;)V>
    65 return

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