小白懂JVM系列-运行时数据区之虚拟机栈

JVM虚拟机栈

虚拟机栈

Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack），早期也叫Java栈。每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈，其内部保存一个个的栈帧（Stack Frame），对应着一次次的Java方法调用，所以有时也会称作为虚拟机帧栈。

栈帧的内部结构

栈帧结构

1、局部变量表（Local Variables）

    局部变量表是一组变量值存储空间，用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量。在Java程序编译为Class文件时，就在方法表的Code属性的max_locals数据项中确定了该方法需要分配的最大局部变量表的容量。
     局部变量表，最基本的存储单元是Slot（变量槽）局部变量表中存放编译期可知的各种基本数据类型（8种），引用类型（reference），returnAddress类型的变量。
    在局部变量表里，32位以内的类型只占用一个slot（包括returnAddress类型），64位的类型（1ong和double）占用两个slot。
    局部变量表的第0个局部变量一定用来存储该实例方法所在的对象的引用，即java中的this关键字

java文件

public class LocalVerial {
    public double add2And3(int a,int b){
        int d=20;
        double c=1.79769e+308;
        return a+b+c+d;
    }
}

java文件对应的字节码文件内容

 public double add2And3(int, int);
    descriptor: (II)D
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=4, locals=6, args_size=3
         0: bipush        20
         2: istore_3
         3: ldc2_w        #2                  // double 1.79769E308d
         6: dstore        4
         8: iload_1
         9: iload_2
        10: iadd
        11: i2d
        12: dload         4
        14: dadd
        15: iload_3
        16: i2d
        17: dadd
        18: dreturn
      LineNumberTable:
        line 5: 0
        line 6: 3
        line 7: 8
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      19     0  this   Lcom/interview/jvm/classfifle/LocalVerial;
            0      19     1     a   I                        //参数a
            0      19     2     b   I                        //参数b
            3      16     3     d   I                        //局部变量d
            8      11     4     c   D                       //局部变量c

本地变量表

源代码中形参和变量的声明顺序为a、b、d、c，所以在本地变量表对应的变量槽（slot）从1到4也为a、b、d、c的顺序。

2、操作数栈（operand Stack）

用来存放方法运行期间，各个指令操作的数据。

public class MethodOperatorStack {
    public int add(int a,int b){
        int c=5;
        return a+b+c;
    }
}

   Code:
      stack=2, locals=4, args_size=3
         0: iconst_5
         1: istore_3
         2: iload_1
         3: iload_2
         4: iadd
         5: iload_3
         6: iadd
         7: ireturn
      LineNumberTable:
        line 5: 0
        line 6: 2
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       8     0  this   Lcom/interview/jvm/classfifle/MethodOperatorStack;
            0       8     1     a   I
            0       8     2     b   I
            2       6     3     c   I

0:iconst_5

iconst指令含义：将int类型常量入栈到操作栈中
iconst_5含义：将常量5压入操作栈

1：istore_3：

istore:将int类型数据保存到本地变量表中
istore_3:即将int类型数据保存到本地变量表中索引为3的变量槽c中

2：iload_1

iload:从局部变量表中加载一个int类型值到操作数栈
iload_1:将局部变量表中Slot为1的值加载到操作数栈，即将参数a的值加载到操作数栈

3：iload_2

iload:从局部变量表中加载一个int类型值到操作数栈
iload_2:将局部变量表中Slot为1的值加载到操作数栈，即将参数b的值加载到操作数栈

4：iadd

iadd:int类型数据相加,指令执行时，加载过的a和b的从操作数栈中出栈，将这个两个数数值相加得到int类型数据结果后入栈到操作数栈中

5：iload_3

iload:从局部变量表中加载一个int类型值到操作数栈
iload_3:将局部变量表中Slot为3的值加载到操作数栈，即将参数c的值加载到操作数

6： iadd

iadd:int类型数据相加,指令执行时，此时操作栈里面a+b的结果和c的值从操作数栈中出栈，将这个两个数数值相加得到int类型数据结果后入栈到操作数栈中

7：ireturn

ireturn:从方法中返回一个int类型数据

image.png