何為虛擬機(jī)棧

虛擬機(jī)棧的棧元素是棧幀，當(dāng)有一個(gè)方法被調(diào)用時(shí)，代表這個(gè)方法的棧幀入棧;當(dāng)這個(gè)方法返回時(shí)，其棧幀出棧。因此，虛擬機(jī)棧中棧幀的入棧順序就是方法調(diào)用順序。什么是棧幀呢?棧幀可以理解為一個(gè)方法的運(yùn)行空間。它主要由兩部分構(gòu)成，一部分是局部變量表，方法中定義的局部變量以及方法的參數(shù)就存放在這張表中;另一部分是操作數(shù)棧，用來(lái)存放操作數(shù)。我們知道，Java 程序編譯之后就變成了一條條字節(jié)碼指令，其形式類似匯編，但和匯編有不同之處：匯編指令的操作數(shù)存放在數(shù)據(jù)段和寄存器中，可通過(guò)存儲(chǔ)器或寄存器尋址找到需要的操作數(shù);而 Java 字節(jié)碼指令的操作數(shù)存放在操作數(shù)棧中，當(dāng)執(zhí)行某條帶 n 個(gè)操作數(shù)的指令時(shí)，就從棧頂取 n 個(gè)操作數(shù)，然后把指令的計(jì)算結(jié)果(如果有的話)入棧。因此，當(dāng)我們說(shuō) JVM 執(zhí)行引擎是基于棧的時(shí)候，其中的“棧”指的就是操作數(shù)棧。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子對(duì)比下匯編指令和 Java 字節(jié)碼指令的執(zhí)行過(guò)程，比如計(jì)算 1 + 2，在匯編指令是這樣的：

mov ax, 1 ;把 1 放入寄存器 ax add ax, 2 ;用 ax 的內(nèi)容和 2 相加后存入 ax

而 JVM 的字節(jié)碼指令是這樣的：

iconst_1 //把整數(shù) 1 壓入操作數(shù)棧 iconst_2 //把整數(shù) 2 壓入操作數(shù)棧 iadd //棧頂?shù)膬蓚€(gè)數(shù)相加后出棧，結(jié)果入棧

由于操作數(shù)棧是內(nèi)存空間，所以字節(jié)碼指令不必?fù)?dān)心不同機(jī)器上寄存器以及機(jī)器指令的差別，從而做到了平臺(tái)無(wú)關(guān)。

注意，局部變量表中的變量不可直接使用，如需使用必須通過(guò)相關(guān)指令將其加載至操作數(shù)棧中作為操作數(shù)使用。比如有一個(gè)方法 void foo()，其中的代碼為：int a = 1 + 2; int b = a + 3;，編譯為字節(jié)碼指令就是這樣的：

iconst_1 //把整數(shù) 1 壓入操作數(shù)棧 iconst_2 //把整數(shù) 2 壓入操作數(shù)棧 iadd //棧頂?shù)膬蓚€(gè)數(shù)出棧后相加，結(jié)果入棧;實(shí)際上前三步會(huì)被編譯器優(yōu)化為：iconst_3 istore_1 //把棧頂?shù)膬?nèi)容放入局部變量表中索引為 1 的 slot 中，也就是 a 對(duì)應(yīng)的空間中 iload_1 // 把局部變量表索引為 1 的 slot 中存放的變量值(3)加載至操作數(shù)棧 iconst_3 iadd //棧頂?shù)膬蓚€(gè)數(shù)出棧后相加，結(jié)果入棧 istore_2 // 把棧頂?shù)膬?nèi)容放入局部變量表中索引為 2 的 slot 中，也就是 b 對(duì)應(yīng)的空間中 return // 方法返回指令，回到調(diào)用點(diǎn)

需要說(shuō)明的是，局部變量表以及操作數(shù)棧的容量的最大值在編譯時(shí)就已經(jīng)確定了，運(yùn)行時(shí)不會(huì)改變。并且局部變量表的空間是可以復(fù)用的，例如，當(dāng)指令的位置超出了局部變量表中某個(gè)變量 a 的作用域時(shí)，如果有新的局部變量 b 要被定義，b 就會(huì)覆蓋 a 在局部變量表的空間。

盜用別人的圖以讓大家對(duì)虛擬機(jī)棧有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)(其中小字體 Stack 指的的是虛擬機(jī)棧，F(xiàn)rame 是棧幀，Local variables 是局部變量表，Operand Stack 是操作數(shù)棧)：

以上就是動(dòng)力節(jié)點(diǎn)小編介紹的"Java虛擬機(jī)棧是什么"，希望對(duì)大家有幫助，如有疑問(wèn)，請(qǐng)?jiān)诰€咨詢，有專業(yè)老師隨時(shí)為您服務(wù)。