JVM 线程栈 到 函数运行

每一个JVM线程来说启动的时候都会创建一个私有的线程栈。一个jvm线程栈用来存储栈帧,jvm线程栈和C语言中的栈很类似,它负责管理局部变量、部分运算结果,同时也参与到函数调用和函数返回的工作中。JVM规范中运行线程栈的大小可以是固定的或者是动态分配的,也可以是根据一定规则计算的。不同jvm对栈的实现会不同,一些可能提供给开发人员自己控制jvm线程栈初始大小的方式;对于动态分配来说也可能提供对jvm最大和最小值的设置。

当计算一个线程需要的分配的大小超出了固定值、或者设置的最大值,jvm会抛出StackOverflowError。而对于动态分配栈来说,如果内存不能够提供足够的空间来满足最小值、或者需要的值JVM会抛出 OutOfMemoryError

栈帧,可以理解成一个函数执行的环境,它管理参数、局部变量、返回值等等。

每个栈帧都包括一个管理局部变量的数组( local variables),这个数组的单元数量在编译成字节码的时候就能确定了。对于32-bit 一个单位能够存放 boolean, byte, char, short, int, float, reference,returnAddress;连续两个单位就能够用来存储long 、double。局部变量数组的下标是从0开始,一般而言0位置存储的是this,后面接着是函数的参数,再是函数中出现的局部变量。

每个栈帧也都包括一个(LIFO)操作栈的数据结构(operand stack),它的大小同样也可以在编译的时候确定,创建的时候会是个空栈。举个简单的例子,来描述它公用,对于int a+b来说,先把push a 进入栈中,再朴实 b 进入入栈中,然后 同时pop 两个值执行iadd 指令,再将其加后的结果push入栈中完成指令。

除开以上两个关键的结构,每个栈帧还有常量池( run-time constant pool)、异常抛出管理等结构。在此就不一一详细说来了,可以参考其他资料。

再来通过一个简单的 Demo 来说明,一个栈帧的工作。首先,我们来看这样的一个函数:

public int comp(float number1, float number2){        int result ;        if(number1 < number2)
            result = 1;        else
            result = 2;        return result;
    }

其中函数内逻辑对应的字节码,如下:

 0: fload_1 1: fload_2 2: fcmpg 3: ifge          11 6: iconst_1 7: istore_3 8: goto          1311: iconst_212: istore_313: iload_314: ireturn

对于这几个字节码指令稍微说明下:

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