虛擬機棧和棧幀的起源和關係

背景

看《深刻理解 Java 虛擬機》這本書時，講到 Java 虛擬機棧和棧幀的部分，不清楚爲什麼要創造這個概念，這個內存模型存在的目的是什麼，來源是什麼，書中都沒有擴展開來講清楚，而瞭解一個概念的起源對理解這個概念是頗有幫助。

網上查了幾篇文章都沒說到這個知識背景，關於虛擬機棧和棧幀的起源，能夠看這個YouTube視頻：Procedures, Video 3: Stack-based languages

該視頻屬於大名鼎鼎的 Hardware/Software Interface class 中的一小節，講得至關清晰。

本文是結合該視頻作的筆記結合本身的理解，加深印象。

Stack-Based Languages

目的：To make it possible to support recursion in most of the programming languages, you have to keep track of all of the recursive functions that being called. 爲了實現遞歸調用一個方法自身，咱們須要有存儲每次遞歸調用的方法狀態等，包含：

Argument；Local Variable；Return Pointer。

Stack Frame

Stack allocated in frames, which is called Stack Frame.

When we call a function, we create a new frame for it, by addressing the stack pointer to create a space (memory) for all these states.

State: Local Variables；Function arguments; Return infomation; Temporary space.

Stack-based Language 描述了一種棧語言的概念，無論是c 仍是 java 的方法都用到了棧語言。

虛擬機棧是針對線程而言，線程裏的方法對應棧中的元素--棧幀。

入棧出棧流程分析

每執行一個方法，就爲這個方法建立對應的棧幀，並 push 到線程這個大容器--Java 虛擬機棧中，執行完就 pop 出棧。

方法鏈對應的棧幀集合

對於有多個子方法的方法來講，至關於一個方法調用鏈，首先父方法開始執行，入棧，被壓到底部，接着執行子方法，入棧，壓到父方法頂部。若是該子方法還有本身的子方法，則同理，再將子子方法壓到子方法的頂部。直到調用到方法鏈尾部，再挨個從最深的子方法出棧，接着再到上一層方法的出棧，直到最後父方法執行到返回語句，該方法鏈對應的一連串棧幀都出棧完畢。

例子