JVM運行時數據區(一)

一、名詞解釋：

　　棧幀：棧幀是用於支持虛擬機進行方法調用和方法執行的數據結構，它是虛擬機運行時數據區中的虛擬機棧的棧元素。

二、程序計數器：

　　程序計數器是一塊比較小的內存空間，能夠將它看做是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。

　　因爲Java是支持多線程的語言，當運行的線程數超過CPU數量時，線程之間根據CPU時間片輪詢搶奪CPU資源，在任意一個時刻，一個處理器（例如一個單核的CPU）都只能執行一條線程中的指令，其餘線程都必須被切換出去。所以爲了保證每個線程切換後能恢復到正確的執行位置，每條線程都須要一個獨立的程序計數器，各個線程之間，程序計數器獨立工做，互不影響；因此程序計數器是線程的私有空間。

　　若是當前線程正在執行一個Java方法，則程序計數器記錄正在執行的Java字節碼地址，若是當前線程正在執行一個Native方法，則程序計數器爲空。在Java虛擬機規範中，該區域是沒有規定任何OOM(OutOfMemoryError在之後的文章中都將使用OOM來表示OutOfMemoryError)的區域。

三、Java虛擬機棧

　　Java虛擬機棧與程序計數器同樣也是線程私有的內存空間，它隨着線程的建立而建立，隨着線程的消失而消失；它主要用於存儲方法的局部變量、操做數棧、動態連接方法和返回地址等信息。

　　虛擬機在運行時使用一種叫棧幀的數據結構保存上下文數據。在棧幀中，存放了方法的局部變量表、操做數棧、動態連接方法和返回地址等信息。每個方法的調用都伴隨着棧幀的入棧操做；相同地，方法的返回則伴隨着棧幀的出棧操做（這就是傳說中的入棧、出棧）。因爲局部變量表中存儲的是基本數據類型(boolean、byte、int、short、char、float、double、long)、對象的引用(能夠理解爲一個指針，指向堆內存中的對象)和返回值地址，因此當一個方法的參數和局部變量相對較多時，那麼棧幀中的局部變量表就會比較大，棧幀會膨脹以知足方法調用所需傳遞的信息。在Java虛擬機棧中與性能調優關係最爲密切的部分就是局部變量表。局部變量表用於存放方法的參數和局部變量。其中long與double佔用8個字節(64位)，int和float佔用4個字節，short和char佔用2個字節，byte佔用1個字節，boolean佔用1位(虛擬機按1個字節進行處理)。在方法執行時，虛擬機使用局部變量表完成方法的傳遞，對於非static方法還會將當前對象this做爲參數經過局部變量表傳遞給當前方法。

　　Java虛擬機規範容許，Java棧的大小是動態的或者固定的。在java虛擬機規範中，對該區域定義了兩種異常：StackOverflowError和OOM。若是線程在計算過程當中，請求的棧深度大於最大可用的棧深度，則拋出StackOverflowError；若是Java棧能夠動態擴展，而在擴展棧的過程當中，沒有足夠的內存空間來支持棧的擴展，則拋出OOM。

　　在Java虛擬機中，可使用-Xss參數來設置棧的大小。棧的大小直接決定了函數調用的可達深度。