JVM学习笔记（二）方法区和栈

标准层面：方法区（Method Area）具体实现层面：

≤1.6 永久代=1.7 永久代仍然存在，但是已经开始提出：去永久代≥1.8元空间（meta Space）

TIP

永久代概念辨析：

从堆空间角度来说

新生代：从标准和实现层面都确定属于堆老年代：从标准和实现层面都确定属于堆永久代

名义上属于堆实现上不属于堆 从方法区角度来说

方法区的具体实现：JDK 版本 ≤ 1.7 时，使用永久代作为方法区。方法区的具体实现：JDK 版本 ≥ 1.8 时，使用元空间作为方法区。

本身含义：万物初始，一件事情的源头或基本组成部分。

举例：元素、元始天尊、每年1月称为元月、1月1日称为元旦、元认知、元无知、元知识

对比类和对象，类相当于是对象的元信息。

类信息：类中定义的构造器、接口定义静态变量（类变量）常量运行时常量池类中方法的代码 第五章 Java栈 第一节 方法栈

方法栈并不是某一个 JVM 的内存空间，而是我们描述方法被调用过程的一个逻辑概念。

在同一个线程内，method01()调用method02()：

method01()先开始，method02()后开始；method02()先结束，method01()后结束。

TIP

『栈』和『堆』这两个字辨析：

1、从英文单词角度来说

栈：stack堆：heap

2、从数据结构角度来说

栈和堆一样：都是先进后出，后进先出的数据结构

3、从 JVM 内存空间结构角度来说

栈：通常指 Java 方法栈，存放方法每一次执行时生成的栈帧。堆：JVM 中存放对象的内存空间。包括新生代、老年代、永久代等组成部分。 第二节 栈帧 1、栈帧存储的数据

方法在本次执行过程中所用到的局部变量、动态链接、方法出口等信息。栈帧中主要保存3 类数据：

本地变量（Local Variables）：输入参数和输出参数以及方法内的变量。栈操作（Operand Stack）：记录出栈、入栈的操作。栈帧数据（frame Data）：包括类文件、方法等等。 2、栈帧的结构

局部变量表：方法执行时的参数、方法体内声明的局部变量操作数栈：存储中间运算结果，是一个临时存储空间帧数据区：保存访问常量池指针，异常处理表 3、栈帧工作机制

当一个方法 A 被调用时就产生了一个栈帧 F1，并被压入到栈中，

A 方法又调用了 B 方法，于是产生栈帧 F2 也被压入栈，

B 方法又调用了 C 方法，于是产生栈帧 F3 也被压入栈，

……

C 方法执行完毕后，弹出 F3 栈帧；

B 方法执行完毕后，弹出 F2 栈帧；

A 方法执行完毕后，弹出 F1栈帧；

……

遵循“先进后出”或者“后进先出”原则。

图示在一个栈中有两个栈帧：

栈帧 2 是最先被调用的方法，先入栈，

然后方法 2 又调用了方法 1，栈帧 1 处于栈顶的位置，

栈帧 2 处于栈底，执行完毕后，依次弹出栈帧 1 和栈帧 2，

线程结束，栈释放。

每执行一个方法都会产生一个栈帧，保存到栈的顶部，顶部栈就是当前方法，该方法执行完毕后会自动将此栈帧出栈。

请预测下面代码打印的结果：34

int n = 10;
n += (n++) + (++n);
System.out.println(n);

实际执行结果：32

使用 javap 命令查看字节码文件内容：

D:record-video-originalday03code>javap -c Demo03JavaStackExample.class
Compiled from “Demo03JavaStackExample.java”
public class Demo03JavaStackExample{
public Demo03JavaStackExample();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object.": ()V
4: return

public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: bipush 10
2: istore_1
3: iload_1
4: iload_1
5: iinc 1, 1
8: iinc 1, 1
11: iload_1
12: iadd
13: iadd
14: istore_1
15: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
18: iload_1
19: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
22: return
}

内存执行过程分析：

java.lang.StackOverflowError

下面的例子是一个没有退出机制的递归：

public class StackOverFlowTest {

    public static void main(String[] args) {
        methodInvokeToDie();
    }

    public static void methodInvokeToDie() {
        methodInvokeToDie();
    }

}

抛出的异常信息：

Exception in thread “main” java.lang.StackOverflowError at com.atguigu.jvm.test.StackOverFlowTest.methodInvokeToDie(StackOverFlowTest.java:10) at com.atguigu.jvm.test.StackOverFlowTest.methodInvokeToDie(StackOverFlowTest.java:10) at com.atguigu.jvm.test.StackOverFlowTest.methodInvokeToDie(StackOverFlowTest.java:10) at com.atguigu.jvm.test.StackOverFlowTest.methodInvokeToDie(StackOverFlowTest.java:10) at com.atguigu.jvm.test.StackOverFlowTest.methodInvokeToDie(StackOverFlowTest.java:10)

原因总结：方法每一次调用都会在栈空间中申请一个栈帧，来保存本次方法执行时所需要用到的数据。但是一个没有退出机制的递归调用，会不断申请新的空间，而又不释放空间，这样迟早会把当前线程在栈内存中自己的空间耗尽。

某一个线程抛出『栈溢出异常』，会导致其他线程也崩溃吗？从以往的经验中我们判断应该是不会，下面通过代码来实际验证一下。

new Thread(()->{
    while(true) {

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " working");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}, "thread-01").start();

new Thread(()->{
    while(true) {

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

            // 递归调用一个没有退出机制的递归方法
            methodInvokeToDie();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " working");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}, "thread-02").start();

new Thread(()->{
    while(true) {

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " working");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}, "thread-03").start();

02 线程抛异常终止后，01 和 03 线程仍然能够继续正常运行，说明 02 抛异常并没有影响到 01 和 03，说明线程对栈内存空间的使用方式是彼此隔离的。每个线程都是在自己独享的空间内运行，反过来也可以说，这个空间是当前线程私有的。