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Ch2-Java虚拟机程序执行_02-虚拟机字节码执行引擎_00-虚拟机栈栈帧结构

周怡的技术日记
2022-07-31 / 0 评论 / 0 点赞 / 9 阅读 / 806 字
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虚拟机栈栈帧结构

虚拟机栈栈帧结构.png

局部变量表

  • 存放方法参数和方法内部定义的局部变量;
    • Java 程序编译为 class 文件时,就确定了每个方法需要分配的局部变量表的最大容量。
  • 最小单位:Slot;
    • 一个 Slot 中可以存放:boolean,byte,char,short,int,float,reference,returnAddress (少见);
    • 虚拟机可通过局部变量表中的 reference 做到:
      • 查找 Java 堆中的实例对象的起始地址;
      • 查找方法区中的 Class 对象。

局部变量表的空间分配

局部变量表的空间分配.png

Slot 的复用

定义: 如果当前位置已经超过某个变量的作用域时,例如出了定义这个变量的代码块,这个变量对应的 Slot 就可以给其他变量使用了。但同时也说明,只要其他变量没有使用这部分 Slot 区域,这个变量就还保存在那里,这会对 GC 操作产生影响。

对 GC 操作的影响:

public static void main(String[] args) {
    {
    	byte[] placeholder = new byte[64 * 1024 * 1024];
    }
    System.gc();
}

-verbose:gc 输出:

[GC (System.gc())  68813K->66304K(123904K), 0.0034797 secs]
[Full GC (System.gc())  66304K->66204K(123904K), 0.0086225 secs]  // 没有被回收

进行如下修改:

public static void main(String[] args) {
    {
    	byte[] placeholder = new byte[64 * 1024 * 1024];
    }
    int a = 1; // 新加一个赋值操作
    System.gc();
}

-verbose:gc 输出:

[GC (System.gc())  68813K->66320K(123904K), 0.0017394 secs]
[Full GC (System.gc())  66320K->668K(123904K), 0.0084337 secs]  // 被回收了

第二次修改后,placeholder 能被回收的原因?

  • placeholder 能否被回收的关键:局部变量表中的 Slot 是否还存在关于 placeholder 的引用;
  • 出了 placeholder 所在的代码块后,还没有进行其他操作,所以 placeholder 所在的 Slot 还没有被其他变量复用,也就是说,局部变量表的 Slot 中依然存在着 placeholder 的引用;
  • 第二次修改后,int a 占用了原来 placeholder 所在的 Slot,所以可以被 GC 掉了。

操作数栈

  • 元素可以是任意 Java 类型,32 位数据占 1 个栈容量,64 位数据占 2 个栈容量;
  • Java 虚拟机的解释执行称为:基于栈的执行引擎,其中 “栈” 指的就是操作数栈;

动态连接

  • 指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用;
  • 为了支持方法调用过程中的动态连接,什么是动态连接会在下一篇文章进行讲解,先知道有这么个东西就行。

方法返回地址

  • 两种退出方法的方式:
    • 遇到 return;
    • 遇到异常。
  • 退出方法时可能执行的操作:
    • 恢复上层方法的局部变量表和操作数栈;
    • 把返回值压入调用者栈帧的操作数栈;
    • 调整 PC 计数器指向方法调用后面的指令。

原文链接:https://github.com/TangBean/understanding-the-jvm

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