JVM虚拟机栈简介

1、虚拟机栈的结构

​ Java虚拟机栈早期叫做java栈，每创建一个线程就会对应创建一个虚拟机栈，它的生命周期和线程生命周期一致。虚拟机栈由一个个栈帧组成，每一个栈帧对应一个方法，一次方法调用对应栈帧入栈，一个方法运行结束对应栈帧出栈。栈里面每一个栈帧由局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、附加信息组成。栈的结构如下：

2、虚拟机栈的特点

1. 虚拟机栈是一种快速有效的分配储存方式，访问速度仅次于程序计数器

2. 虚拟机栈只有两个操作：入栈和出栈

   方法调用入栈，方法运行结束出栈

3. 虚拟机栈不存在垃圾回收问题

4. 虚拟机栈可能会出现以下两种异常：StackOverFlowError、OutOfMemoryError

   虚拟机栈的大小既可以设置动态大小，也可以固定不变。当栈大小固定不变时，如果所有栈帧大小加起来大于栈大小，或者一个栈帧比栈大，就会报出StackOverFlowError异常；当栈大小是动态时，栈申请不到更大的栈空间，或者内存大小无法创建一个新的栈，就会报出OutOfMemoryError异常。

3、虚拟机栈运行原理

• 在一个活动线程中，在一个时间点上，只允许有一个活动的栈帧。只有当前执行的方法对应的栈帧是有效的，当前有效的栈帧成为当前栈帧（栈顶栈帧），称为当前栈帧，对应方法称为当前方法，定义这个方法的类称为当前类。
• 如果当前方法调用其它方法，就有新的栈帧被创建并且入栈，成为新的当前栈帧。
• 执行引擎执行的字节码指令只针对于当前栈帧。
• 不能在一个线程的栈帧中引用另一个线程的栈帧。
• 方法有两种返回方式：一种是正常返回，一种抛出异常，这两种方式都会导致栈帧出栈。

下面代码描述方法调用与栈帧活动：

/**
 * @author cx
 * @date 2022/10/24
 */
public class StackDemo01 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main方法开始运行...");
        method1("main");
        System.out.println("main方法运行结束...");
    }

    static void method1(String name){
        System.out.println("method1被" +name+ "方法调用了..." );
        method2("method1");
        System.out.println("method1运行结束...");
    }

    static void method2(String name){
        System.out.println("method2被" +name+ "方法调用了..." );
        method3("method2");
        System.out.println("method2运行结束...");
    }

    static void method3(String name){
        System.out.println("method3被" +name+ "方法调用了..." );
        System.out.println("method3运行结束...");
    }

//    console:
//    main方法开始运行...
//    method1被main方法调用了...
//    method2被method1方法调用了...
//    method3被method2方法调用了...
//    method3运行结束...
//    method2运行结束...
//    method1运行结束...
//    main方法运行结束...
}