JVM程序計(jì)數(shù)器和棧的示例分析

Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過程中會(huì)它所管理的內(nèi)存劃分為若干不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。上圖是Java程序在運(yùn)行時(shí)需要用的內(nèi)存區(qū)域，其中本地內(nèi)存不會(huì)由虛擬機(jī)管理而是直接由操作系統(tǒng)直接管理，其中綠色的內(nèi)存區(qū)域是每個(gè)Java線程私有的，白色的內(nèi)存區(qū)域是所有Java線程共享的。

程序計(jì)數(shù)器

由于Java程序在多線程執(zhí)行的時(shí)候需要進(jìn)行線程的切換，當(dāng)線程進(jìn)行切換的時(shí)候，需要記錄當(dāng)前線程執(zhí)行字節(jié)碼的位置，程序計(jì)數(shù)器保存了當(dāng)前線程需要執(zhí)行字節(jié)碼的指令地址。

如果線程正在執(zhí)行的一個(gè)Java方法，程序計(jì)數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址，如果是一個(gè)Native方法，程序計(jì)數(shù)器值為空(Undefined)

Java棧

Java棧是線程私有的內(nèi)存空間，每一個(gè)Java方法的執(zhí)行都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Java棧幀，當(dāng)方法調(diào)用時(shí)棧幀會(huì)入棧，當(dāng)方法返回時(shí)棧幀會(huì)出棧。在Java棧(準(zhǔn)確的說是棧幀)中存放的主要有:

• 局部變量表
• 操作數(shù)棧
• 幀數(shù)據(jù)區(qū)

局部變量表

局部變量表用于保存函數(shù)的參數(shù)以及局部變量，存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型、對象引用（可能是一個(gè)指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔槪┗蛘呤莚eturnAddress類型（指向一條字節(jié)碼指令的地址）。

public void stackSlot(int a, int b, long c) {    {        long d = 2;        System.out.println(d);    }    StackObj obj = new StackObj();    int e = 3;}

局部變量表存在slot(index)的概念，上述代碼的局部變量表如下：

局部變量表的變量是重要的垃圾回收根節(jié)點(diǎn)，只要被局部變量表中直接或間接引用的對象是不會(huì)被回收的。下面我們來分析一下局部變量表：

普通方法的局部變量表第一個(gè)slot（index為0的位置）都是this，表示指向自身，但是靜態(tài)方法的局部變量表第一個(gè)slot就是第一個(gè)變量。

局部變量表中的slot是可以被重用的，仔細(xì)觀察上圖，會(huì)發(fā)現(xiàn)obj變量復(fù)用了變量d的slot。

操作數(shù)棧

操作數(shù)棧主要用于保存計(jì)算過程的中間結(jié)果，同時(shí)作為計(jì)算過程中變量臨時(shí)的存儲(chǔ)空間

幀數(shù)據(jù)區(qū)

幀數(shù)據(jù)區(qū)保存中訪問常量池的指針，以及異常處理表。異常處理表可以在程序遇到異常時(shí)，跳轉(zhuǎn)到字節(jié)碼的合適位置，如果無法在異常表中找到合適的處理方法，則會(huì)結(jié)束當(dāng)前函數(shù)調(diào)用，并在調(diào)用函數(shù)中拋出相同的異常并且查找調(diào)用函數(shù)的異常表進(jìn)行處理。