一、虛擬機(jī)棧（VM Stack）

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1.1）什么是虛擬機(jī)棧

　　虛擬機(jī)棧是用于描述java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型。

　　每個(gè)java方法在執(zhí)行時(shí)，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)“棧幀（stack frame）”，棧幀的結(jié)構(gòu)分為“局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口”幾個(gè)部分（具體的作用會(huì)在字節(jié)碼執(zhí)行引擎章節(jié)中講到，這里只需要了解棧幀是一個(gè)方法執(zhí)行時(shí)所需要數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)）。我們常說(shuō)的“堆內(nèi)存、棧內(nèi)存”中的“棧內(nèi)存”指的便是虛擬機(jī)棧，確切地說(shuō)，指的是虛擬機(jī)棧的棧幀中的局部變量表，因?yàn)檫@里存放了一個(gè)方法的所有局部變量。

　　方法調(diào)用時(shí)，創(chuàng)建棧幀，并壓入虛擬機(jī)棧；方法執(zhí)行完畢，棧幀出棧并被銷毀，如下圖所示：

?

1.2）虛擬機(jī)棧的特點(diǎn)

　　虛擬機(jī)棧是線程隔離的，即每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的虛擬機(jī)棧。

1.3）虛擬機(jī)棧的StackOverflowError

　　若單個(gè)線程請(qǐng)求的棧深度大于虛擬機(jī)允許的深度，則會(huì)拋出StackOverflowError（棧溢出錯(cuò)誤）。

　　JVM會(huì)為每個(gè)線程的虛擬機(jī)棧分配一定的內(nèi)存大?。?Xss參數(shù)），因此虛擬機(jī)棧能夠容納的棧幀數(shù)量是有限的，若棧幀不斷進(jìn)棧而不出棧，最終會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前線程虛擬機(jī)棧的內(nèi)存空間耗盡，典型如一個(gè)無(wú)結(jié)束條件的遞歸函數(shù)調(diào)用，代碼見(jiàn)下：

復(fù)制代碼

?1 /**

?2 * java棧溢出StackOverFlowError

?3 * JVM參數(shù)：-Xss128k

?4 * Created by chenjunyi on 2018/4/25.

?5 */

?6 public class JavaVMStackSOF {

?7?

?8 private int stackLength = -1;

?9?

10 //通過(guò)遞歸調(diào)用造成StackOverFlowError

11 public void stackLeak() {

12 stackLength++;

13 stackLeak();

14 }

15?

16 public static void main(String[] args) {

17 JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();

18 try {

19 oom.stackLeak();

20 } catch (Throwable e) {

21 System.out.println("Stack length:" + oom.stackLength);

22 e.printStackTrace();

23 }

24 }

25?

26 }

復(fù)制代碼

　　設(shè)置單個(gè)線程的虛擬機(jī)棧內(nèi)存大小為128K，執(zhí)行main方法后，拋出了StackOverflow異常

復(fù)制代碼

1 Stack length:983

2 java.lang.StackOverflowError

3 at com.manayi.study.jvm.chapter2._02_JavaVMStackSOF.stackLeak(_02_JavaVMStackSOF.java:14)

4 at com.manayi.study.jvm.chapter2._02_JavaVMStackSOF.stackLeak(_02_JavaVMStackSOF.java:15)

5 at com.manayi.study.jvm.chapter2._02_JavaVMStackSOF.stackLeak(_02_JavaVMStackSOF.java:15)

6 ······

復(fù)制代碼

1.4）虛擬機(jī)棧的OutOfMemoryError

　　不同于StackOverflowError，OutOfMemoryError指的是當(dāng)整個(gè)虛擬機(jī)棧內(nèi)存耗盡，并且無(wú)法再申請(qǐng)到新的內(nèi)存時(shí)拋出的異常。

　　JVM未提供設(shè)置整個(gè)虛擬機(jī)棧占用內(nèi)存的配置參數(shù)。虛擬機(jī)棧的最大內(nèi)存大致上等于“JVM進(jìn)程能占用的最大內(nèi)存（依賴于具體操作系統(tǒng)） - 最大堆內(nèi)存 - 最大方法區(qū)內(nèi)存 - 程序計(jì)數(shù)器內(nèi)存（可以忽略不計(jì)） - JVM進(jìn)程本身消耗內(nèi)存”。當(dāng)虛擬機(jī)棧能夠使用的最大內(nèi)存被耗盡后，便會(huì)拋出OutOfMemoryError，可以通過(guò)不斷開(kāi)啟新的線程來(lái)模擬這種異常，代碼如下：

復(fù)制代碼

?1 **

?2 * java棧溢出OutOfMemoryError

?3 * JVM參數(shù)：-Xss2m

?4 * Created by chenjunyi on 2018/4/25.

?5 */

?6 public class JavaVMStackOOM {

?7?

?8 private void dontStop() {

?9 while (true) {

10 }

11 }

12?

13 //通過(guò)不斷的創(chuàng)建新的線程使Stack內(nèi)存耗盡

14 public void stackLeakByThread() {

15 while (true) {

16 Thread thread = new Thread(() -> dontStop());

17 thread.start();

18 }

19 }

20?

21 public static void main(String[] args) {

22 JavaVMStackOOM oom = new _03_JavaVMStackOOM();

23 oom.stackLeakByThread();

24 }

25?

26 }

復(fù)制代碼

　　設(shè)置單個(gè)線程虛擬機(jī)棧的占用內(nèi)存為2m并不斷生成新的線程，最終虛擬機(jī)棧無(wú)法申請(qǐng)到新的內(nèi)存，拋出異常：

1 Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

二、本地方法棧（Native Method Stack）

　　本地方法棧的功能和特點(diǎn)類似于虛擬機(jī)棧，均具有線程隔離的特點(diǎn)以及都能拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。

　　不同的是，本地方法棧服務(wù)的對(duì)象是JVM執(zhí)行的native方法，而虛擬機(jī)棧服務(wù)的是JVM執(zhí)行的java方法。如何去服務(wù)native方法？native方法使用什么語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)？怎么組織像棧幀這種為了服務(wù)方法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？虛擬機(jī)規(guī)范并未給出強(qiáng)制規(guī)定，因此不同的虛擬機(jī)實(shí)可以進(jìn)行自由實(shí)現(xiàn)，我們常用的HotSpot虛擬機(jī)選擇合并了虛擬機(jī)棧和本地方法棧。

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到了這里，關(guān)于JVM 虛擬機(jī)棧介紹的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！