一、Java最大支持棧深度有多大？

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

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

也就是說棧調(diào)用深度越大，棧幀就越多，就越耗內(nèi)存。

1、測試案例

1.1、測試線程棧大小對棧深度的影響

下面我們用一個測試例子來說明：

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();
    }
}

我們設(shè)置啟動參數(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的時候，就報 StackOverflowError了。

接下來我們調(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，也即是能夠存儲更多的棧幀。

1.2、測試方法參數(shù)個對棧深度的影響

這里我們固定設(shè)置-Xss為256k。

我們知道此時的深度為：1556。

接下來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，因為添加參數(shù)之后，棧幀中的本地變量表就會增加內(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;

這個時候我們在執(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。
• 我們在評審寫代碼的時候，發(fā)現(xiàn)了堆棧溢出，可以查看下對應(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個特別有意思的特性，語言無關(guān)性和平臺無關(guān)性。

• 語言無關(guān)性：是指實現(xiàn)了Java虛擬機規(guī)范的語言對可以在JVM上運行，如Groovy，和在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域比較火的語言Scala，因為JVM最終運行的是class文件，只要最終的class文件復(fù)合規(guī)范就可以在JVM上運行。
• 平臺無關(guān)性：是指安裝在不同平臺的JVM會把class文件解釋為本地的機器指令，從而實現(xiàn)Write Once，Run Anywhere

3.JVM運行時數(shù)據(jù)區(qū)

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

Java虛擬機所管理的內(nèi)存將會包括以下幾個運行時數(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)程序計數(shù)器，虛擬機棧，本地方法棧是線程隔離的數(shù)據(jù)區(qū)，畫一個邏輯圖

3.1程序計數(shù)器

程序計數(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？直接執(zhí)行完不就可以了嗎？

因為代碼是在線程中運行的，線程有可能被掛起。即CPU一會執(zhí)行線程A，線程A還沒有執(zhí)行完被掛起了，接著執(zhí)行線程B，最后又來執(zhí)行線程A了，CPU得知道執(zhí)行線程A的哪一部分指令，線程計數(shù)器會告訴CPU。

3.2虛擬機棧

虛擬機棧存儲當(dāng)前線程運行方法所需要的數(shù)據(jù)，指令，返回地址等。

虛擬機棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個方法在執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個棧幀用于存儲局部變量表，操作數(shù)棧，動態(tài)鏈接，方法出口等信息。每個方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機棧中從入棧道出棧的過程。

局部變量表存儲存儲局部變量，是一個定長為32位的局部變量空間。其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個局部變量空間（Slot），其余的數(shù)據(jù)類型只占用一個。引用類型（new出來的對象）如何存儲?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，而實例在堆中。

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

當(dāng)虛擬機棧無法再放下棧幀的時候，就會出現(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

解釋一下上面的語句

iload_1:局部變量1壓棧

iload_2:局部變量2壓棧

iadd:棧頂2個元素相加，計算結(jié)果壓棧

簡單2個數(shù)相加都會用到棧，這個棧就是操作數(shù)棧，更不用說復(fù)雜的語法了

3.3本地方法棧

本地方法棧（Native Method Stack）與虛擬機棧鎖發(fā)揮的作用是非常相似的，他們之間的區(qū)別不過是虛擬機棧為虛擬機執(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使用到的Native方法服務(wù)。

3.4Java堆

對于大多數(shù)應(yīng)用來說，Java堆（Java Heap）是Java虛擬機鎖管理的內(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，在虛擬機啟動時創(chuàng)建。此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例都在這里分配內(nèi)存。

3.5方法區(qū)

方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息，常量，靜態(tài)變量，即時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核心知識介紹的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Java最大棧深度與JVM核心知識的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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