JVM虚拟机栈解析

虚拟机栈

Java虚拟机以方法作为最基本的执行单元，“栈帧”（Stack Frame）则是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行背后的数据结构，它也是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈（VirtualMachine Stack）的栈元素

栈帧

局部变量表

• 局部变量表（Local Variables Table）是一组变量值的存储空间，用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量
• 局部变量表的容量以变量槽（Variable Slot）为最小单位
• Java中占用不超过32位存储空间的数据类型有boolean、byte、char、short、int、float、reference和returnAddress这8种类型，这8中类型占用一个槽（Slot）
  long和double是64位的数据类型，java虚拟机会以高位对齐的方式为其分配两个连续的变量槽空间
• 由于局部变量表是建立在线程堆栈中，属于线程私有的数据，无论读写两个连续的变量槽是否为原子操作，都不会引起数据竞争和线程安全问题
• Java虚拟机通过索引定位的方式使用局部变量表，索引值的范围是从0开始至局部变量表最大的变量槽数量
  当一个方法被调用时，Java虚拟机会使用局部变量表来完成参数值到参数变量列表的传递过程，即实参到形参的传递
  如果执行的是实例方法（没有被static修饰的方法），那局部变量表中第0位索引的变量槽默认是用于传递方法所属对象实例的引用，在方法中可以通过关键字“this”来访问到这个隐含的参数。其余参数则按照参数表顺序排列，占用从1开始的局部变量槽，参数表分配完毕后，再根据方法体内部定义的变量顺序和作用域分配其余的变量槽

操作数栈

当一个方法刚刚开始执行的时候，这个方法的操作数栈是空的，在方法的执行过程中，会有各种字节码指令往操作数栈中写入和提取内容，也就是出栈和入栈操作

动态连接

Class文件的常量池中存在大量的符号引用，字节码中的方法调用指令就以常量池里指向方法的符号引用作为参数

• 部分符号引用在类加载阶段(解析)的时候就转化为直接引用,这种转化为静态链接
• 部分符号引用在运行期间转化为直接引用,这种转化为动态链接

方法解析：

• invokestatic 用于调用静态方法
• invokespecial 用于调用实例构造器()方法、私有方法和父类中的方法
• invokevirtual 用于调用所有的虚方法
• invokeinterface 用于调用接口方法，会在运行时再确定一个实现该接口的对象

1. 虚方法：
   在运行期间将符号引用转化为直接引用的方法被称之为虚方法，即动态链接
2. 非虚方法：
   只要能被invokestatic和invokespecial指令调用的方法，都可以在解析阶段中确定唯一的调用版本
   静态方法、私有方法、实例构造器、父类方法、final修饰的方法（尽管它使用invokevirtual指令调用），这5中方法在类加载阶段解析时解析为直接引用，即静态链接

方法返回地址

当一个方法开始执行后，只有两种方式退出这个方法

• 正常调用完成
• 异常调用完成