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Java虚拟机栈

news 来源：原创 2025/7/4 16:04:38

有不少Java开发人员一提到Java内存结构，就会将JVM中的内存区理解为仅有Java堆(heap)和Java栈(stack)。这种划分想法来源于传统的C、C++程序的内存布局结构，但是在Java里有些粗糙了。尽管这种理解和划分非常不全面，但是从某种意义上来说，却恰恰反映出了这两个内存区是绝大多数Java开发人员最关注的，也是程序运行的关键。众所周知，如果Java程序运行出现异常，程序会打印相应的异常堆栈信息，通过这些堆栈信息可以知道方法的调用链路。那么堆栈本身又是怎样的呢？栈由栈帧组成，每个栈帧又包括局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址和一些附加信息。本章将会对虚拟机栈的内部结构进行详细讲解。

Java语言具有跨平台性，由于不同平台的CPU架构不同，所以Java的指令不能设计为基于寄存器的，而是设计为基于栈架构的。基于栈架构的优点是可以跨平台，指令集小，编译器容易实现。缺点是性能较低，实现同样的功能需要更多的指令。
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，其内部由许多栈帧(Stack Frame)构成，每个栈帧对应着一个Java方法的调用，

每个方法被执行的时候，JVM都会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。如图4-1所示，methodB()方法处于栈顶，把处于栈顶的方法称为当前方法，当methodB()方法执行完之后（图4-1中上面的框）就出栈了，methodA()方法又成了当前方法。

虚拟机栈保存方法的局部变量（8种基本数据类型、对象的引用地址）和部分结果，并参与方法的调用和返回。虚拟机栈有如下几个特点。(1)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。(2)对于栈来说不存在垃圾回收问题，但存在内存溢出。(3)栈是先进后出的，每个方法执行，伴随着压栈操作；方法执行结束后，伴随着出栈操作，如图4-3所示。Java虚拟机规范允许虚拟机栈的大小是可动态扩展的或者是固定不变的（注意：目前HotSpot虚拟机中不支持栈大小动态扩展）。关于虚拟机栈的大小可能出现的异常有以下两种。(1)如果采用固定大小的Java虚拟机栈，那每一个线程的Java虚拟机栈容量在线程创建的时候按照固定大小来设置。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，JVM将会抛出一个StackOverflowError异常。(2)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JVM将会抛出一个OutOfMemoryError（OOM，内存溢出）异常。

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