JVM 虚拟机栈介绍

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JVM 虚拟机栈介绍一、虚拟机栈(VM Stack)

 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-475693.html

1.1)什么是虚拟机栈

  虚拟机栈是用于描述java方法执行的内存模型。

  每个java方法在执行时,会创建一个“栈帧(stack frame)”,栈帧的结构分为“局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口”几个部分(具体的作用会在字节码执行引擎章节中讲到,这里只需要了解栈帧是一个方法执行时所需要数据的结构)。我们常说的“堆内存、栈内存”中的“栈内存”指的便是虚拟机栈,确切地说,指的是虚拟机栈的栈帧中的局部变量表,因为这里存放了一个方法的所有局部变量。

  方法调用时,创建栈帧,并压入虚拟机栈;方法执行完毕,栈帧出栈并被销毁,如下图所示:

 

1.2)虚拟机栈的特点

  虚拟机栈是线程隔离的,即每个线程都有自己独立的虚拟机栈。

1.3)虚拟机栈的StackOverflowError

  若单个线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度,则会抛出StackOverflowError(栈溢出错误)。

  JVM会为每个线程的虚拟机栈分配一定的内存大小(-Xss参数),因此虚拟机栈能够容纳的栈帧数量是有限的,若栈帧不断进栈而不出栈,最终会导致当前线程虚拟机栈的内存空间耗尽,典型如一个无结束条件的递归函数调用,代码见下:

复制代码

 1 /**

 2 * java栈溢出StackOverFlowError

 3 * JVM参数:-Xss128k

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

 5 */

 6 public class JavaVMStackSOF {

 7 

 8 private int stackLength = -1;

 9 

10 //通过递归调用造成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 }

复制代码

  设置单个线程的虚拟机栈内存大小为128K,执行main方法后,抛出了StackOverflow异常

复制代码

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 ······

复制代码

1.4)虚拟机栈的OutOfMemoryError

  不同于StackOverflowError,OutOfMemoryError指的是当整个虚拟机栈内存耗尽,并且无法再申请到新的内存时抛出的异常。

  JVM未提供设置整个虚拟机栈占用内存的配置参数。虚拟机栈的最大内存大致上等于“JVM进程能占用的最大内存(依赖于具体操作系统) - 最大堆内存 - 最大方法区内存 - 程序计数器内存(可以忽略不计) - JVM进程本身消耗内存”。当虚拟机栈能够使用的最大内存被耗尽后,便会抛出OutOfMemoryError,可以通过不断开启新的线程来模拟这种异常,代码如下:

复制代码

 1 **

 2 * java栈溢出OutOfMemoryError

 3 * JVM参数:-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 //通过不断的创建新的线程使Stack内存耗尽

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 }

复制代码

  设置单个线程虚拟机栈的占用内存为2m并不断生成新的线程,最终虚拟机栈无法申请到新的内存,抛出异常:

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

二、本地方法栈(Native Method Stack)

  本地方法栈的功能和特点类似于虚拟机栈,均具有线程隔离的特点以及都能抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

  不同的是,本地方法栈服务的对象是JVM执行的native方法,而虚拟机栈服务的是JVM执行的java方法。如何去服务native方法?native方法使用什么语言实现?怎么组织像栈帧这种为了服务方法的数据结构?虚拟机规范并未给出强制规定,因此不同的虚拟机实可以进行自由实现,我们常用的HotSpot虚拟机选择合并了虚拟机栈和本地方法栈。

 

到了这里,关于JVM 虚拟机栈介绍的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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