基于网站优化的搜索引擎推广方法,网站主体备案,wordpress分享积分插件,自己做淘宝返利网站吗1、栈的存储单位 **栈中存储什么#xff1f;**#xff0c; 每个线程都有自己的栈#xff0c;栈中的数据都是以栈帧#xff08;Stack Frame#xff09;的格式存在。在这个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧#xff08;Stack Frame#xff09;。 栈帧是一个内存…1、栈的存储单位 **栈中存储什么** 每个线程都有自己的栈栈中的数据都是以栈帧Stack Frame的格式存在。在这个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧Stack Frame。 栈帧是一个内存区块是一个数据集维系着方法执行过程中的各种数据信息。
2、栈运行原理 JVM直接对栈的操作只有两个也就是栈帧的入栈和出栈遵循先进后出/后进先出原则。在一个活动线程中一个时间点上只会有一个活动的栈帧即只有当前正在执行的方法的栈帧栈顶栈帧是有效的这个栈帧被称为当前栈帧Current Frame与当前栈帧对应的方法就是当前方法Current Method定义这个方法的类就是当前类Current Class。执行引擎运行的所有字节码指令只针对当前栈帧进行操作。如果在该方法中调用了其他方法对应的新的栈帧就会被创建出来放在栈的顶端成为新的当前帧。 注意事项不同线程中所包含的栈帧是不允许存在相互引用的即不可能在一个栈帧之中引用另外一个线程的栈帧如果当前方法调用了其他方法方法返回之际当前栈帧会传回此方法的执行结果给前一个栈帧接着虚拟机会丢弃当前栈帧使得前一个栈帧重新成为当前栈帧。java方法有两种返回函数的方式一种是正常的函数返回使用return指令另一种是抛出异常。不管是使用哪种方式都会导致栈帧被弹出。
3、栈帧的内部结构
每个栈中存储着 局部变量表Local Variables 操作数栈Oprand Stack(或表达式栈) 动态链接Dynamic Linking(或指向运行时常量池的方法引用) 方法返回地址Return Address(或方法正常退出或者异常退出的定义) 一些附加信息 4、局部变量表 介绍 局部变量表也被称之为局部变量数组或本地变量表 定义为一个数字数组主要用于存储方法参数和定义在方法体内的局部变量这些数据类型包括各类本数据类型、对象引用reference以及ReturnAddress类型 由于局部变量表是建立在线程的栈上是线程的私有数据因此不存在数据安全问题 局部变量表所需的容量大小是在编译期确定下来的并保存在方法的Code属性的maxmum variables数据项中。在方法运行期间是不会改变局部变量表大小的。 5、关于Slot的理解 局部变量表最基本的存储单元是Slot变量槽 参数值的存放总是在局部变量数组的index0开始到数组长度-1的索引结束 局部变量表中存放编译期可知的各种基本数据类型8种引用类型referencereturnAddress类型的变量 在局部变量表里32位以内的类型只占用一个Slot包括returnAddress类型64位的类型long和double占用两个slot byte、short、char在存储前被转换为int、boolean也被转换为int、0表示false非0表示true long和double则占据两个slot jvm会为局部变量表中的每一个slot都分配一个访问索引通过这个索引即可成功访问到局部变量表中指定的局部变量值 当一个实例方法被调用的时候它的方法参数和方法体内部定义的局部变量将会按照顺序被复制到局部变量表中的每个slot上 如果需要访问局部变量表中的一个64bit的局部变量值时只需要使用前一个索引即可。比如访问long或double类型变量 如果当前帧是由构造方法或者实例方法创建的那么该对象应用this将会存放在index为0的slot处其余的参数按照参数顺序继续排列。 在栈帧中与性能调优关系最为密切的部分就是局部变量表。在方法执行时虚拟机使用局部变量表完成方法的传递。 局部变量表中变量也是重要的垃圾回收根节点只要被局部变量表中直接或间接引用的对象都不会被回收。
6、操作数栈
介绍 每一个独立的栈帧中除了包含局部变量表之外还包含一个后进先出Last-in-first-out的操作数栈也可以称之为表达式栈Expression Stack 操作数栈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入栈push/出栈pop 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取出栈。 比如执行复制、交换、求和等操作 图解将8和15出栈执行求和操作后再将结果进栈操作。 概念 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变量临时的存储空间 操作数栈就是jvm执行引擎的一个工作区当一个方法刚开始执行的时候一个新的栈帧也会随之被创建出来这个方法的操作数栈是空的 每一个操作数栈都会拥有一个明确的栈深度用于存储数值其所需的最大深度在编译期就定义好了保存在方法的code属性中为max_stack的值 栈中的任何一个元素都是可以任意的java数据类型 32bit的类型占用一个栈单位深度 64bit的类型占用两个栈单位深度 操作数栈并非采用访问索引的方式来进行数据访问的而是只能通过标准的入栈push和出栈pop操作来完成一次数据访问 代码追踪 7、栈顶缓存技术
背景 由于操作数是存储在内存中的因此频繁的执行内存读/写操作必然会影响执行速度。为了解决这个问题HopSpot JVM的设计者们提出了栈顶缓存TosTop-of-Stack Cashing技术将栈顶元素全部缓存在物理cpu的寄存器中以此降低对内存的读/写次数提升执行引擎的执行效率
8、 动态链接 如果被调用的方法在编译期无法被确定下来也就是说只能够在程序运行期将调用方法的符号引用转换为直接引用由于这种引用转换过程具备动态性因此也就被称之为动态链接
9、符号引用
我们用命令javap -v Math.class 获取可读的字节码信息如下我们类信息中的所有符号都放在了常量池中如下
public class com.suibibk.jvm.Mathminor version: 0major version: 52flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:#1 Class #2 // com/suibibk/jvm/Math#2 Utf8 com/suibibk/jvm/Math#3 Class #4 // java/lang/Object#4 Utf8 java/lang/Object#5 Utf8 init#6 Utf8 ()V#7 Utf8 Code#8 Methodref #3.#9 // java/lang/Object.init:()V#9 NameAndType #5:#6 // init:()V#10 Utf8 LineNumberTable#11 Utf8 LocalVariableTable#12 Utf8 this#13 Utf8 Lcom/suibibk/jvm/Math;#14 Utf8 compute#15 Utf8 ()I#16 Utf8 a#17 Utf8 I#18 Utf8 b#19 Utf8 c#20 Utf8 main#21 Utf8 ([Ljava/lang/String;)V#22 Methodref #1.#9 // com/suibibk/jvm/Math.init:()V#23 Methodref #1.#24 // com/suibibk/jvm/Math.compute:()I#24 NameAndType #14:#15 // compute:()I#25 Utf8 args#26 Utf8 [Ljava/lang/String;#27 Utf8 math#28 Utf8 SourceFile#29 Utf8 Math.java
{public com.suibibk.jvm.Math();descriptor: ()Vflags: ACC_PUBLICCode:stack1, locals1, args_size10: aload_01: invokespecial #8 // Method java/lang/Object.init:()V4: returnLineNumberTable:line 3: 0LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0 5 0 this Lcom/suibibk/jvm/Math;public int compute();descriptor: ()Iflags: ACC_PUBLICCode:stack2, locals4, args_size10: iconst_11: istore_12: iconst_23: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: bipush 109: imul10: istore_311: iload_312: ireturnLineNumberTable:line 5: 0line 6: 2line 7: 4line 8: 11LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0 13 0 this Lcom/suibibk/jvm/Math;2 11 1 a I4 9 2 b I11 2 3 c Ipublic static void main(java.lang.String[]);descriptor: ([Ljava/lang/String;)Vflags: ACC_PUBLIC, ACC_STATICCode:stack2, locals2, args_size10: new #1 // class com/suibibk/jvm/Math3: dup4: invokespecial #22 // Method init:()V7: astore_18: aload_19: invokevirtual #23 // Method compute:()I12: pop13: returnLineNumberTable:line 11: 0line 12: 8line 13: 13LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0 14 0 args [Ljava/lang/String;8 6 1 math Lcom/suibibk/jvm/Math;
}常量池中的就都是符号引用那方法怎么找到。符号引用转直接引用我们再看一下我们的代码
public class Math {private static Math math new Math();public int compute() {int a 1;int b 2;int c (ab)*10;return c;}public static void main(String[] args) {Math math new Math();math.compute();}
} 在JVM执行到map.compute()时也就是对于上面的指令 9: invokevirtual #23 // Method compute:()I 时怎么根据符号引用找到compute()的执行指令 我们通过#23去常量池中找到对应的符号 #23 Methodref #1.#24 // com/suibibk/jvm/Math.compute:()I 可以知道时方法引用其实#23对应也有两个符号#1和#24这两个符号分别如下 #1 Class #2 // com/suibibk/jvm/Math #24 NameAndType #14:#15 // compute:()I 然后#24对应的时#14和#15 #14 Utf8 compute #15 Utf8 ()I 所以#23对应的符号引用就是com/suibibk/jvm/Math.compute:()I 然后JVM会找到该符号引用对应的直接引用放入栈帧的动态链接中。
10、方法返回地址return address
存放调用该方法的pc寄存器的值。一个方法的结束有两种方式正常执行完成 出现未处理的异常非正常退出 无论通过哪种方式退出在方法退出后都返回到该方法被调用的位置。方法正常退出时调用者的pc计数器的值作为返回地址即调用该方法的指令的下一条指令的地址。而通过异常退出的返回地址是要通过异常表来确定栈帧中一般不会保存这部分信息。
当一个方法开始执行后只有两种方式可以退出这个方法 执行引擎遇到任意一个方法返回的字节码指令return会有返回值传递给上层的方法调用者简称正常完成出口 一个方法在正常调用完成之后究竟需要使用哪一个返回指令还需要根据方法返回值的实际数据类型而定。 在字节码指令中返回指令包含ireturn当返回值是booleanbytecharshort和int类型时使用lreturnLong类型freturnFloat类型dreturnDouble类型areturn。另外还有一个return指令声明为void的方法实例初始化方法类和接口的初始化方法使用。
在方法执行过程中遇到异常Exception并且这个异常没有在方法内进行处理也就是只要在本方法的异常表中没有搜索到匹配的异常处理器就会导致方法退出简称异常完成出口。 方法执行过程中抛出异常时的异常处理存储在一个异常处理表方便在发生异常的时候找到处理异常的代码
Exception table:
from to target type
4 16 19 any
19 21 19 any
本质上方法的退出就是当前栈帧出栈的过程。此时需要恢复上层方法的局部变量表、操作数栈、将返回值压入调用者栈帧的操作数栈、设置PC寄存器值等让调用者方法继续执行下去。 正常完成出口和异常完成出口的区别在于通过异常完成出口退出的不会给他的上层调用者产生任何的返回值。
11、一些附加信息
栈帧中还允许携带与Java虚拟机实现相关的一些附加信息。例如对程序调试提供支持的信息。
12、栈的相关问题
举例栈溢出的情况StackOverflowError 通过 -Xss设置栈的大小
调整栈大小就能保证不出现溢出么 不能保证不溢出
分配的栈内存越大越好么 不是一定时间内降低了OOM概率但是会挤占其它的线程空间因为整个空间是有限的。
垃圾回收是否涉及到虚拟机栈 不会
方法中定义的局部变量是否线程安全 具体问题具体分析。如果对象是在内部产生并在内部消亡没有返回到外部那么它就是线程安全的反之则是线程不安全的。
