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Java虚拟机栈的五点内部结构

2019-01-17

Java虚拟机管理的内存包括几个运行时数据内存:方法区、虚拟机栈、堆、本地方法栈、程序计数器(PCR Program Counter Register)。其中方法区和堆是线程共享的数据区,其他几个是线程隔离的数据区。我们今天主要来聊聊虚拟机栈。

虚拟机栈 VM Stack

给每一个线程提供运行空间,保存方法的执行顺序、方法的内部局部变量,提供方法在运算时的内存。

栈中的数据都是以栈帧(Stack frame)的格式存在,栈帧是一哥内存区块,是一个有关方法和运行期数据的数据集,

每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在java虚拟机中入栈和出栈的过程。

虚拟机栈的内部结构

VM stack中包括:局部变量表、操作数栈、动态连接、返回地址和附加信息等。

1.局部变量表:

保存方法内部定义的局部变量的内存区域。其实我们平时所说的栈,就是VMstack中的栈帧中的局部变量表。

2.动态连接Dynamic Linking:

虚拟机在执行方法时有两种形式被用来确定执行指令对应的方法。

(1.)静态解析:类加载的时候,直接确定要执行的方法(静态方法、私有方法和final方法等)

(2.)动态连接:在真正运行的时候,根据对象的真实引用判断当前要执行的方法。

字节码文件中都有一个常量池,在常量池中保存有大量的符号引用(是每一个方法的间接引用),运行阶段需要调用真实的执行方法的地址(直接引用)。

动态连接就是为了保证在运行阶段可以调用到正确的方法,每个栈帧根据自己在运行时常量池中所对应的真实地址记录的位置。

在栈帧中的动态连接和查找符号引用为真实引用中的动态连接,是两个概念。前者表示的是一个区域,后者表示的是一种查找方式。

3.返回地址:

退出当前的方法的方式:正确的遇到返回指令;遇到没有捕获的异常。

不管怎样,方法退出之后栈帧的顶端都应该是当前退出方法的上层方法,上层方法的状态会随着本次方法的结果而改变,而“返回地址”这块区域就是为了用来帮助栈帧去恢复上层方法的状态。

4.附加信息:

对于虚拟机规范中没有申明的,拥有指定存放位置的信息可以由各个虚拟机自己决定,放置到这个区域中。

5.操作数栈

为虚拟机用来数值计算的内存区域。一次完整的计算之后,栈中的数据会已经出栈,所以操作数栈的空间在一个方法内部可以反复使用。所以为了减少内存的消耗,VM一般都是只分配当前方法中单次计算所需要的最大内存空间给当前的栈帧。

同时为了增加运行效率,减少数据的不断复制,在大部分虚拟机的实现中,将当前方法的局部变量表和上层方法的操作数栈的内存形成部分重叠,从而减少参数的不断复制而引起的性能消费。

其实无论学习哪种语言,很多时候都是为了爬取数据,无论使用哪种爬虫手段爬取数据,同一个IP频繁操作,必然会导致IP受限,不过现在这也不算问题,因为市面上的代理IP基本都可以解决这个问题。

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