一、Java最大支持棧深度有多大？

從Java運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域我們知道，線程中的 棧結(jié)構(gòu)如下：

每個(gè)棧幀包含：本地變量表，操作數(shù)棧，動(dòng)態(tài)鏈接，返回地址等東西...

也就是說(shuō)棧調(diào)用深度越大，棧幀就越多，就越耗內(nèi)存。

1、測(cè)試案例

1.1、測(cè)試線程棧大小對(duì)棧深度的影響

下面我們用一個(gè)測(cè)試?yán)觼?lái)說(shuō)明：

有如下遞歸方法：

public class StackTest {
 
    private int count = 0;
 
    public void recursiveCalls(String a){
        count++;
        System.out.println("stack depth: " + count);
        recursiveCalls(a);
    }
 
    public void test(){
        try {
            recursiveCalls("a");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        new StackTest().test();
    }
}

我們?cè)O(shè)置啟動(dòng)參數(shù)

-Xms256m -Xmx256m -Xmn128m -Xss256k

輸出內(nèi)容：

stack depth: 1556
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    at sun.nio.cs.UTF_8.updatePositions(UTF_8.java:77)

可以發(fā)現(xiàn)，棧深度為1556的時(shí)候，就報(bào) StackOverflowError了。

接下來(lái)我們調(diào)整-Xss線程棧大小為 512k，輸出內(nèi)容：

stack depth: 3249
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    at java.nio.charset.CharsetEncoder.encode(CharsetEncoder.java:579)

發(fā)現(xiàn)棧深度變味了3249，說(shuō)明了：

隨著線程棧的大小越大，能夠支持越多的方法調(diào)用，也即是能夠存儲(chǔ)更多的棧幀。

1.2、測(cè)試方法參數(shù)個(gè)對(duì)棧深度的影響

這里我們固定設(shè)置-Xss為256k。

我們知道此時(shí)的深度為：1556。

接下來(lái)我們給方法添加參數(shù)：

public class StackTest {
 
    private int count = 0;
 
    public void recursiveCalls(String a){
        count++;
        System.out.println("stack depth: " + count);
        recursiveCalls(a);
    }
 
    public void test(){
        try {
            recursiveCalls("a");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        new StackTest().test();
    }
}

為何要添加參數(shù)呢，因?yàn)樘砑訁?shù)之后，棧幀中的本地變量表就會(huì)增加內(nèi)容，我們可以嘗試使用以下命令查看下Class文件的匯編指令：

javap -v StackTest.class

可以發(fā)現(xiàn)recursiveCalls方法的本地變量表的確增加了，對(duì)應(yīng)方法的入?yún)?a：

LocalVariableTable:
  Start  Length  Slot  Name   Signature
      0      44     0  this   Lcom/itzhai/jvm/stacks/StackTest;
      0      44     1     a   Ljava/lang/String;

這個(gè)時(shí)候我們?cè)趫?zhí)行程序看看結(jié)果：

stack depth: 1318
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    at java.nio.Buffer.<init>(Buffer.java:201)

可以發(fā)現(xiàn)，棧深度由原來(lái)的1556編程了1318。

可以得出結(jié)論：

局部變量表內(nèi)容越多，那么棧幀就越大，棧深度就越小。

2、結(jié)論

• 隨著線程棧的大小越大，能夠支持越多的方法調(diào)用，也即是能夠存儲(chǔ)更多的棧幀；局部變量表內(nèi)容越多，那么棧幀就越大，棧深度就越小。
• 我們?cè)谠u(píng)審寫代碼的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了堆棧溢出，可以查看下對(duì)應(yīng)類的本地變量表，是不是太多了，可不可以優(yōu)化下代碼，或者加大下線程棧的大小，以增加棧的深度。

二、重溫JVM知識(shí)1. JDK，JRE，JVM的聯(lián)系是啥？

• JVM Java Virtual Machine
• JDK Java Development Kit
• JRE Java Runtime Environment

直接上官網(wǎng)上的介紹的圖片，一目了然。

2. JVM的作用是啥？

JVM有2個(gè)特別有意思的特性，語(yǔ)言無(wú)關(guān)性和平臺(tái)無(wú)關(guān)性。

• 語(yǔ)言無(wú)關(guān)性：是指實(shí)現(xiàn)了Java虛擬機(jī)規(guī)范的語(yǔ)言對(duì)可以在JVM上運(yùn)行，如Groovy，和在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域比較火的語(yǔ)言Scala，因?yàn)镴VM最終運(yùn)行的是class文件，只要最終的class文件復(fù)合規(guī)范就可以在JVM上運(yùn)行。
• 平臺(tái)無(wú)關(guān)性：是指安裝在不同平臺(tái)的JVM會(huì)把class文件解釋為本地的機(jī)器指令，從而實(shí)現(xiàn)Write Once，Run Anywhere

3.JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過(guò)程中會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。這些區(qū)域都有各自的用途，以及創(chuàng)建和銷毀的時(shí)間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動(dòng)而存在，有些區(qū)域則依賴用戶線程的啟動(dòng)和結(jié)束而建立和銷毀。

Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存將會(huì)包括以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域

其中方法區(qū)和堆是所有線程共享的數(shù)據(jù)區(qū)程序計(jì)數(shù)器，虛擬機(jī)棧，本地方法棧是線程隔離的數(shù)據(jù)區(qū)，畫一個(gè)邏輯圖

3.1程序計(jì)數(shù)器

程序計(jì)數(shù)器是一塊較小的內(nèi)存空間，它可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器

為什么要記錄當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)？直接執(zhí)行完不就可以了嗎？

因?yàn)榇a是在線程中運(yùn)行的，線程有可能被掛起。即CPU一會(huì)執(zhí)行線程A，線程A還沒(méi)有執(zhí)行完被掛起了，接著執(zhí)行線程B，最后又來(lái)執(zhí)行線程A了，CPU得知道執(zhí)行線程A的哪一部分指令，線程計(jì)數(shù)器會(huì)告訴CPU。

3.2虛擬機(jī)棧

虛擬機(jī)棧存儲(chǔ)當(dāng)前線程運(yùn)行方法所需要的數(shù)據(jù)，指令，返回地址等。

虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表，操作數(shù)棧，動(dòng)態(tài)鏈接，方法出口等信息。每個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過(guò)程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧道出棧的過(guò)程。

局部變量表存儲(chǔ)存儲(chǔ)局部變量，是一個(gè)定長(zhǎng)為32位的局部變量空間。其中64位長(zhǎng)度的long和double類型的數(shù)據(jù)會(huì)占用2個(gè)局部變量空間（Slot），其余的數(shù)據(jù)類型只占用一個(gè)。引用類型（new出來(lái)的對(duì)象）如何存儲(chǔ)?看下圖

public int methodOne(int a, int b) {
    Object obj = new Object();
    return a + b;}

如果局部變量是Java的8種基本基本數(shù)據(jù)類型，則存在局部變量表中，如果是引用類型。如String，局部變量表中存的是引用，而實(shí)例在堆中。

假如methodOne方法調(diào)用methodTwo方法時(shí)， 虛擬機(jī)棧的情況如下：

當(dāng)虛擬機(jī)棧無(wú)法再放下棧幀的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)StackOverflowError。

接著解釋一下操作數(shù)棧，還是比較容易理解的假如Test.java中有如下方法，

public int getSum(int a, int b) {
    return a + b;
}

反編譯生成的Test.class文件，并輸出到show.txt中

javap -v Test.class > show.txt

show.txt的內(nèi)容如下

public int getSum(int, int);
  descriptor: (II)I
  flags: ACC_PUBLIC
  Code:
    stack=2, locals=3, args_size=3
       0: iload_1
       1: iload_2
       2: iadd
       3: ireturn
    LineNumberTable:
      line 12: 0

解釋一下上面的語(yǔ)句

iload_1:局部變量1壓棧

iload_2:局部變量2壓棧

iadd:棧頂2個(gè)元素相加，計(jì)算結(jié)果壓棧

簡(jiǎn)單2個(gè)數(shù)相加都會(huì)用到棧，這個(gè)棧就是操作數(shù)棧，更不用說(shuō)復(fù)雜的語(yǔ)法了

3.3本地方法棧

本地方法棧（Native Method Stack）與虛擬機(jī)棧鎖發(fā)揮的作用是非常相似的，他們之間的區(qū)別不過(guò)是虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。

3.4Java堆

對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，Java堆（Java Heap）是Java虛擬機(jī)鎖管理的內(nèi)存中最大的一塊。Java堆是所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建。此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有的對(duì)象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存。

3.5方法區(qū)

方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息，常量，靜態(tài)變量，即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

4.JVM內(nèi)存模型

由顏色可以看出，jdk1.8之前，堆內(nèi)存被分為新生代，老年代，永久帶，jdk1.8及以后堆內(nèi)存被分成了新生代和老年代。新生代的區(qū)域又分為eden區(qū)，s0區(qū)，s1區(qū)，默認(rèn)比例是8:1:1，元空間可以理解為直接的物理內(nèi)存

以上就是Java的最大棧深度與JVM核心知識(shí)介紹的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java最大棧深度與JVM核心知識(shí)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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