大漠駝鈴

JVM棧是運(yùn)行時的單位，而JVM堆是存儲的單位。

JVM棧解決程序的運(yùn)行問題，即程序如何執(zhí)行，或者說如何處理數(shù)據(jù);JVM堆解決的是數(shù)據(jù)存儲的問題，即數(shù)據(jù)怎么放、放在哪兒。

在Java中一個線程就會相應(yīng)有一個線程JVM棧與之對應(yīng)，這點(diǎn)很容易理解，因?yàn)椴煌木€程執(zhí)行邏輯有所不同，因此需要一個獨(dú)立的線程JVM棧。而JVM堆則是所有線程共享的。JVM棧因?yàn)槭沁\(yùn)行單位，因此里面存儲的信息都是跟當(dāng)前線程(或程序)相關(guān)信息的。包括局部變量、程序運(yùn)行狀態(tài)、方法返回值等等;而JVM堆只負(fù)責(zé)存儲對象信息。

為什么要把JVM堆和JVM棧區(qū)分出來呢?JVM棧中不是也可以存儲數(shù)據(jù)嗎?

第一，從軟件設(shè)計(jì)的角度看，JVM棧代表了處理邏輯，而JVM堆代表了數(shù)據(jù)。這樣分開，使得處理邏輯更為清晰。分而治之的思想。這種隔離、模塊化的思想在軟件設(shè)計(jì)的方方面面都有體現(xiàn)。

第二，JVM堆與JVM棧的分離，使得JVM堆中的內(nèi)容可以被多個JVM棧共享(也可以理解為多個線程訪問同一個對象)。這種共享的收益是很多的。一方面這種共享提供了一種有效的數(shù)據(jù)交互方式(如：共享內(nèi)存)，另一方面，JVM堆中的共享常量和緩存可以被所有JVM棧訪問，節(jié)省了空間。

第三，JVM棧因?yàn)檫\(yùn)行時的需要，比如保存系統(tǒng)運(yùn)行的上下文，需要進(jìn)行地址段的劃分。由于JVM棧只能向上增長，因此就會限制住JVM棧存儲內(nèi)容的能力。而JVM堆不同，JVM堆中的對象是可以根據(jù)需要動態(tài)增長的，因此JVM棧和JVM堆的拆分，使得動態(tài)增長成為可能，相應(yīng)JVM棧中只需記錄JVM堆中的一個地址即可。

第四，面向?qū)ο缶褪?/span>JVM堆和JVM棧的完美結(jié)合。其實(shí)，面向?qū)ο蠓绞降某绦蚺c以前結(jié)構(gòu)化的程序在執(zhí)行上沒有任何區(qū)別。但是，面向?qū)ο蟮囊耄沟脤Υ龁栴}的思考方式發(fā)生了改變，而更接近于自然方式的思考。當(dāng)我們把對象拆開，你會發(fā)現(xiàn)，對象的屬性其實(shí)就是數(shù)據(jù)，存放在JVM堆中;而對象的行為(方法)，就是運(yùn)行邏輯，放在JVM棧中。我們在編寫對象的時候，其實(shí)即編寫了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也編寫的處理數(shù)據(jù)的邏輯。不得不承認(rèn)，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，確實(shí)很美。

JVM堆中存什么?JVM棧中存什么?

JVM堆中存的是對象。JVM棧中存的是基本數(shù)據(jù)類型和JVM堆中對象的引用。一個對象的大小是不可估計(jì)的，或者說是可以動態(tài)變化的，但是在JVM棧中，一個對象只對應(yīng)了一個4btye的引用(JVM堆JVM棧分離的好處：))。

為什么不把基本類型放JVM堆中呢?因?yàn)槠湔加玫目臻g一般是1~8個字節(jié)——需要空間比較少，而且因?yàn)槭腔绢愋停圆粫霈F(xiàn)動態(tài)增長的情況——長度固定，因此JVM棧中存儲就夠了，如果把他存在JVM堆中是沒有什么意義的(還會浪費(fèi)空間，后面說明)。可以這么說，基本類型和對象的引用都是存放在JVM棧中，而且都是幾個字節(jié)的一個數(shù)，因此在程序運(yùn)行時，他們的處理方式是統(tǒng)一的。但是基本類型、對象引用和對象本身就有所區(qū)別了，因?yàn)橐粋€是JVM棧中的數(shù)據(jù)一個是JVM堆中的數(shù)據(jù)。最常見的一個問題就是，Java中參數(shù)傳遞時的問題。

Java中的參數(shù)傳遞時傳值呢?還是傳引用?

要說明這個問題，先要明確兩點(diǎn)：

1.不要試圖與C進(jìn)行類比，Java中沒有指針的概念

2.程序運(yùn)行永遠(yuǎn)都是在JVM棧中進(jìn)行的，因而參數(shù)傳遞時，只存在傳遞基本類型和對象引用的問題。不會直接傳對象本身。

明確以上兩點(diǎn)后。Java在方法調(diào)用傳遞參數(shù)時，因?yàn)闆]有指針，所以它都是進(jìn)行傳值調(diào)用(這點(diǎn)可以參考C的傳值調(diào)用)。因此，很多書里面都說Java是進(jìn)行傳值調(diào)用，這點(diǎn)沒有問題，而且也簡化的C中復(fù)雜性。

但是傳引用的錯覺是如何造成的呢?在運(yùn)行JVM棧中，基本類型和引用的處理是一樣的，都是傳值，所以，如果是傳引用的方法調(diào)用，也同時可以理解為“傳引用值”的傳值調(diào)用，即引用的處理跟基本類型是完全一樣的。但是當(dāng)進(jìn)入被調(diào)用方法時，被傳遞的這個引用的值，被程序解釋(或者查找)到JVM堆中的對象，這個時候才對應(yīng)到真正的對象。如果此時進(jìn)行修改，修改的是引用對應(yīng)的對象，而不是引用本身，即：修改的是JVM堆中的數(shù)據(jù)。所以這個修改是可以保持的了。

對象，從某種意義上說，是由基本類型組成的。可以把一個對象看作為一棵樹，對象的屬性如果還是對象，則還是一顆樹(即非葉子節(jié)點(diǎn))，基本類型則為樹的葉子節(jié)點(diǎn)。程序參數(shù)傳遞時，被傳遞的值本身都是不能進(jìn)行修改的，但是，如果這個值是一個非葉子節(jié)點(diǎn)(即一個對象引用)，則可以修改這個節(jié)點(diǎn)下面的所有內(nèi)容。

JVM堆和JVM棧中，JVM棧是程序運(yùn)行最根本的東西。程序運(yùn)行可以沒有JVM堆，但是不能沒有JVM棧。而JVM堆是為JVM棧進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，說白了JVM堆就是一塊共享的內(nèi)存。不過，正是因?yàn)?/span>JVM堆和JVM棧的分離的思想，才使得Java的垃圾回收成為可能。

Java中，JVM棧的大小通過-Xss來設(shè)置，當(dāng)JVM棧中存儲數(shù)據(jù)比較多時，需要適當(dāng)調(diào)大這個值，否則會出現(xiàn)java.lang.StackOverflowError異常。常見的出現(xiàn)這個異常的是無法返回的遞歸，因?yàn)榇藭rJVM棧中保存的信息都是方法返回的記錄點(diǎn)。

java棧的組成元素——棧幀

棧幀由三部分組成：局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、幀數(shù)據(jù)區(qū)。局部變量區(qū)和操作數(shù)棧的大小要視對應(yīng)的方法而定，他們是按字長計(jì)算的。但調(diào)用一個方法時，它從類型信息中得到此方法局部變量區(qū)和操作數(shù)棧大小，并據(jù)此分配棧內(nèi)存，然后壓入Java棧。

局部變量區(qū):局部變量區(qū)被組織為以一個字長為單位、從0開始計(jì)數(shù)的數(shù)組，類型為short、byte和char的值在存入數(shù)組前要被轉(zhuǎn)換成int值，而long和double在數(shù)組中占據(jù)連續(xù)的兩項(xiàng)，在訪問局部變量中的long或double時，只需取出連續(xù)兩項(xiàng)的第一項(xiàng)的索引值即可,如某個long值在局部變量區(qū)中占據(jù)的索引時3、4項(xiàng)，取值時，指令只需取索引為3的long值即可。

         說再多也沒用，下面就看個例子，好讓大家對局部變量區(qū)有更深刻的認(rèn)識。這個圖來著《深入JVM》：