【JVM】4.运行时数据区（程序计数器、虚拟机栈）

4.JVM的运行时数据区

4.1 程序计数器

程序计数器（PC）会记录着下一行字节码指令的地址。执行完当前指令后，PC刷新，JVM的执行引擎根据程序计数器执行下一行指令。

在多线程环境下，Java虚拟机需要通过程序计数器记录CPU切换前解释执行到哪一句指令并继续解释执行。

4.2 Java虚拟机栈

Java虚拟机栈使用栈的数据结构来管理方法调用中的基本数据。每一个方法的调用使用一个栈帧（Stack Frame）来进行保存。方法调用就入栈，方法结束就出栈。程序一开始的时候，虚拟机栈是空的，程序结束的时候虚拟机栈也是空的。

Java虚拟机栈随着线程的创建而创建，回收会在线程的销毁时执行，由于方法可能可能会在不同线程中执行，所以每个线程都有自己的虚拟机栈。

栈帧是如何组成的？

• 局部变量表

栈帧中的局部变量表是一个数组，数组中的每一个位置称为槽。long和double类型占用两个槽，其他类型（包括引用类型）占用一个槽。

局部变量表保存的内容有：实例方法的this对象，方法的参数，方法体中声明的局部变量。按照顺序进行保存。

对于字节码文件来说，其局部变量表的信息就很详细。记录了每个变量的编号（第几个变量），PC开始位置，以及长度（其实就是作用域，PC可以访问多长的位置，超过这个长度就不能使用这个变量了），在数组中的索引（序号），变量的名字。

• 操作数栈和帧数据

操作数栈在编译期就可以确定操作数栈的最大深度，从而在执行时正确地分配内存大小。

帧数据在不同的虚拟机中有不同的内容。不过有一些核心内容是一样的。比如动态链接、方法出口、异常表的使用。

动态链接：当前类的字节码指令引用了其他类的属性或者方法时，需要将符号引用（编号）转换成对应的运行时常量池中的内存地址，动态链接就保存了编号到运行时常量池的内存地址的映射关系。所以动态链接保存了映射关系。

方法出口：方法结束时，当前栈帧会从虚拟机栈中弹出，同时PC应该指向上一个栈帧中下一条指令的地址，所以当前栈帧中需要保存此方法出口的地址。

异常表：存放代码中异常的处理信息，包含了try代码块和catch代码块执行后跳转到的字节码指令位置。

Java中还有一类方法，是由c/c++实现的，称为本地方法。这些方法会放在哪里呢？

4.3 虚拟机栈内存溢出

当栈帧的数量过多，内存占用超过了虚拟机栈的默认内存大小，就会出现栈内存溢出（StackOverflow）。最典型的场景——无限递归就会导致栈内存溢出。

栈具有默认大小，win中虚拟机栈大小不同的系统可能会不同。

可以通过-Xss这个参数来设置虚拟机栈的大小。

显然，栈帧中局部变量过多，会引起局部变量表过大，操作数栈深度变大，也会影响一个栈帧的大小，从而影响虚拟机栈能够存放栈帧的个数。但是一般情况下，栈帧都不会达到几千个，所以可以手动把虚拟机栈内存调小点，节省内存。