本規(guī)范描述的是一種抽象化的虛擬機(jī)的行為，而不是任何一種（譯者注：包括 Oracle 公司自己的 HotSpot 和 JRockit 虛擬機(jī)）被廣泛使用的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)。

記住：JVM規(guī)范是一種高度抽象行為的描述，而不是具體虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)。

所有在虛擬機(jī)規(guī)范之中沒(méi)有明確描述的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，都不應(yīng)成為虛擬機(jī)設(shè)計(jì)者發(fā)揮創(chuàng)造性的牽絆，設(shè)計(jì)者可以完全自主決定所有規(guī)范中不曾描述的虛擬機(jī)內(nèi)部細(xì)節(jié)，例如：運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存如何布局、選用哪種垃圾收集的算法、是否要對(duì)虛擬機(jī)字節(jié)碼指令進(jìn)行一些內(nèi)部?jī)?yōu)化操作（如使用即時(shí)編譯器把字節(jié)碼編譯為機(jī)器碼）。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是《JVM規(guī)范》中提到的內(nèi)容，你一定要遵守。但沒(méi)有提到的內(nèi)容，你就自由發(fā)揮。所以我們要知道，我們經(jīng)常聽(tīng)到的老年代、年輕代、永久代，其實(shí)只是HotSpot虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)而已。因?yàn)椤禞VM規(guī)范》中并沒(méi)有規(guī)定這些東西。

編譯后被 Java 虛擬機(jī)所執(zhí)行的代碼使用了一種平臺(tái)中立（不依賴于特定硬件及操作系統(tǒng)的）的二進(jìn)制格式來(lái)表示，并且經(jīng)常（但并非絕對(duì)）以文件的形式存儲(chǔ)，因此這種格式被稱為 Class文件格式。

實(shí)際上字節(jié)碼文件，即Class文件格式使用十六進(jìn)制編碼，使用二進(jìn)制格式存儲(chǔ)。

Class 文件格式中精確地定義了類與接口的表示形式， 包括在平臺(tái)相關(guān)的目標(biāo)文件格式中一些細(xì)節(jié)上的慣例①，例如字節(jié)序（Byte Ordering）等。

這里又一個(gè)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)概念：字節(jié)序。有時(shí)間可以百度一下搞清楚這個(gè)概念。當(dāng)然了，這個(gè)并不會(huì)影響對(duì)于JVM的理解?？梢詤⒖歼@篇文章：https://www.cnblogs.com/broglie/p/5645200.html

JVM的數(shù)據(jù)類型

與 Java 程序語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類型相似，Java 虛擬機(jī)可以操作的數(shù)據(jù)類型可分為兩類：原始類型（Primitive Types，也經(jīng)常翻譯為原生類型或者基本類型）和引用類型（Reference Types）。與之對(duì)應(yīng)，也存在有原始值（Primitive Values）和引用值（Reference Values）兩種類型的數(shù)值。

JVM中也有兩種類型：原始類型、引用類型。

Java 虛擬機(jī)希望盡可能多的類型檢查能在程序運(yùn)行之前完成，換句話說(shuō)，編譯器應(yīng)當(dāng)在編譯
期間盡最大努力完成可能的類型檢查，使得虛擬機(jī)在運(yùn)行期間無(wú)需進(jìn)行這些操作。

從這句話我們知道：在編譯期間是會(huì)及逆行類型檢查的，通過(guò)在編譯進(jìn)行類型檢查，減少JVM運(yùn)行時(shí)的工作量，提高效率。

Java 虛擬機(jī)所支持的原始數(shù)據(jù)類型包括了數(shù)值類型（Numeric Types）、 布爾類型（Boolean Type § 2.3.4） 和 returnAddress 類型（§ 2.3.3） 三類。其中數(shù)值類型又分為整型類型（Integral Types， § 2.3.1）和浮點(diǎn)類型（Floating-Point Types， § 2.3.2）兩種。

和Java語(yǔ)言不同，JVM的原始類型包括：數(shù)值類型、布爾類型、returnAddress類型。

• 數(shù)值類型。又分為整數(shù)類型和浮點(diǎn)類型。整數(shù)類型包括：byet、short、int、long、char。浮點(diǎn)類型包括：float類型、double類型。
• 布爾類型。包括：boolean類型，取值為true和false，默認(rèn)為false。
• returnAddress類型。表示一條字節(jié)碼指令的操作碼。

可以看到在所有的虛擬機(jī)支持的原始類型之中，只有 returnAddress 類型是不能直接 Java 語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)起來(lái)的。

整數(shù)類型以及整型值

Java 虛擬機(jī)中的整型類型的取值范圍如下：

對(duì)于 byte 類型，取值范圍是從-128 至 127（-27至 27-1），包括-128 和 127。
對(duì)于 short 類型，取值范圍是從?32768 至 32767（-215至 215-1），包括?32768 和 32767。
對(duì)于 int 類型，取值范圍是從?2147483648 至 2147483647（-231至 231-1），包括?2147483648 和 2147483647。
對(duì)于 long 類型，取值范圍是從?9223372036854775808 至 9223372036854775807（-263至 263-1），包括?9223372036854775808 和 9223372036854775807。
對(duì)于 char 類型， 取值范圍是從 0 至 65535，包括 0 和 65535。

浮點(diǎn)類型的取值及范圍

浮點(diǎn)類型包含 float 類型和 double 類型兩種，它們?cè)诟拍钌吓c《IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic》 ANSI/IEEE Std. 754-1985（IEEE, New York）標(biāo)準(zhǔn)中定義的 32 位單精度和 64 位雙精度 IEEE 754 格式取值和操作都是一致的。

浮點(diǎn)類型包括了 float 類型和 double 類型，它們是在 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)中定義的。

所有 Java 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)都必須支持兩種標(biāo)準(zhǔn)的浮點(diǎn)數(shù)值集合：單精度浮點(diǎn)數(shù)集合和雙精度浮點(diǎn)數(shù)集合。

所有虛擬機(jī)都必須支持單精度浮點(diǎn)數(shù)集合和雙精度浮點(diǎn)數(shù)集合。

關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)的內(nèi)容，其實(shí)看起來(lái)會(huì)非常暈。所以我們暫時(shí)可以大致看一下就可以，畢竟關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)如何定義又是另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)了。

returnAddress 類型

returnAddress 類型會(huì)被 Java 虛擬機(jī)的 jsr、ret 和 jsr_w 指令所使用。jsr、ret、jsr_w 這幾條指令以前主要被使用來(lái)實(shí)現(xiàn) finally 語(yǔ)句塊，后來(lái)改為冗余 finally 塊代碼的方式來(lái)實(shí)
現(xiàn)，甚至到了 JDK7 時(shí)，虛擬機(jī)已不允許 Class 文件內(nèi)出現(xiàn)這幾條指令。那相應(yīng)地， returnAddress 類型就處于名存實(shí)亡的狀態(tài)。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，returnAddress類型現(xiàn)在已經(jīng)算是被拋棄了，所以我們只需要大致了解一下有這個(gè)東西就好了。

boolean類型

雖然 Java 虛擬機(jī)定義了 boolean 這種數(shù)據(jù)類型，但是只對(duì)它提供了非常有限的支持。在Java 虛擬機(jī)中沒(méi)有任何供 boolean 值專用的字節(jié)碼指令，在 Java 語(yǔ)言之中涉及到 boolean類型值的運(yùn)算，在編譯之后都使用 Java 虛擬機(jī)中的 int 數(shù)據(jù)類型來(lái)代替。

可以說(shuō)，我們學(xué)會(huì)了int類型，就學(xué)會(huì)了boolean類型。因?yàn)閎oolean類型就是簡(jiǎn)化版的int類型。boolean的虛擬機(jī)指令集都是使用int類型的指令集。

引用類型與值

Java 虛擬機(jī)中有三種引用類型：類類型（Class Types）、數(shù)組類型（Array Types）和接口類型（Interface Types）。這些引用類型的值分別由類實(shí)例、數(shù)組實(shí)例和實(shí)現(xiàn)了某個(gè)接口的類實(shí)例或數(shù)組實(shí)例動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。

不僅原始類型不同，JVM的引用類型與原始類型也是不同的。JVM的引用類型有三種：

• 類類型。對(duì)應(yīng)的值是類實(shí)例。
• 數(shù)組類型。對(duì)應(yīng)的值時(shí)數(shù)組實(shí)例。
• 接口類型。對(duì)應(yīng)的值時(shí)實(shí)現(xiàn)了某個(gè)接口的類實(shí)例或數(shù)組實(shí)例。

嗯，美滋滋啊。又學(xué)到新東西嘞。

數(shù)組類型還包含一個(gè)單一維度（即長(zhǎng)度不由其類型決定）的組件類型（Component Type），一個(gè)數(shù)組的組件類型也可以是數(shù)組。但從任意一個(gè)數(shù)組開(kāi)始，如果發(fā)現(xiàn)其組件類型也是數(shù)組類型的話，繼續(xù)重復(fù)取這個(gè)數(shù)組的組件類型，這樣操作不斷執(zhí)行，最終一定可以遇到組件類型不是數(shù)組的情況，這時(shí)就把這種類型成為數(shù)組類型的元素類型（Element Type）。數(shù)組的元素類型必須是原始類型、類類型或者接口類型之中的一種。

這段話很繞，其中有幾個(gè)關(guān)鍵詞：數(shù)組類型、組件類型（Component Type）。其實(shí)這段話意思應(yīng)該是說(shuō)數(shù)組可以有多維的意思，而數(shù)組里的類型又可以是其他各種類型。大致意思應(yīng)該是如此，但我也不是100%確定。這里MARK一下。TODO

在引用類型的值中還有一個(gè)特殊的值： null，當(dāng)一個(gè)引用不指向任何對(duì)象的時(shí)候，它的值就用 null 來(lái)表示。Java 虛擬機(jī)規(guī)范并沒(méi)有規(guī)定 null 在虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)中應(yīng)當(dāng)怎樣編碼表示。

關(guān)于null的定義，了解一下。

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

終于到運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)了，其實(shí)這塊就是我們經(jīng)常說(shuō)的JVM內(nèi)存模型這些東西。但實(shí)際上JVM規(guī)范中并沒(méi)有這個(gè)術(shù)語(yǔ)。JVM規(guī)范只定義了「運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)」這個(gè)術(shù)語(yǔ)，指的就是JVM運(yùn)行時(shí)其內(nèi)存的數(shù)據(jù)區(qū)是怎么樣的，應(yīng)該包含哪些東西。具體怎么實(shí)現(xiàn)，你們各個(gè)虛擬機(jī)自己打算去。

Java 虛擬機(jī)定義了若干種程序運(yùn)行期間會(huì)使用到的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，其中有一些會(huì)隨著虛擬機(jī)啟動(dòng)而創(chuàng)建，隨著虛擬機(jī)退出而銷毀。另外一些則是與線程一一對(duì)應(yīng)的，這些與線程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域會(huì)隨著線程開(kāi)始和結(jié)束而創(chuàng)建和銷毀。

為什么我們經(jīng)常用JVM內(nèi)存模型來(lái)概括運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，就是因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)說(shuō)的概念太過(guò)于分散，沒(méi)有聯(lián)系，所以才會(huì)有JVM內(nèi)存模型這個(gè)詞，讓我們把這些東西聯(lián)系起來(lái)，方便記憶。

從上面這段話，我們可以進(jìn)行一些概括。首先第一句說(shuō)到：

Java 虛擬機(jī)定義了若干種程序運(yùn)行期間會(huì)使用到的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，其中有一些會(huì)隨著虛擬機(jī)啟動(dòng)而創(chuàng)建，隨著虛擬機(jī)退出而銷毀。

意思是說(shuō)有些東西會(huì)隨著虛擬機(jī)啟動(dòng)而一直存在，而隨著虛擬機(jī)退出而銷毀。而另外一句：

另外一些則是與線程一一對(duì)應(yīng)的，這些與線程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域會(huì)隨著線程開(kāi)始和結(jié)束而創(chuàng)建和銷毀。

上面這句意思是說(shuō)，又有些數(shù)據(jù)是隨著線程變化的。

其實(shí)總結(jié)一下就是：JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)有些數(shù)據(jù)是一直存在的，被所有線程共享的。而有些線程則是線程私有的，隨著線程開(kāi)始而創(chuàng)建，結(jié)束而銷毀。所以，我們可以將運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的東西簡(jiǎn)單分為兩類：一類是公有的，一類是私有的。

通過(guò)這樣一歸類，你對(duì)于運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的概念是不是清晰了許多呢！

可能你還沒(méi)感覺(jué)到，那是因?yàn)榈竭@里你還不知道運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)到底有多少個(gè)東西。在這里我先列一下。運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)包括下面幾個(gè)部分：

• PC寄存器
• Java虛擬機(jī)棧
• Java堆
• 方法區(qū)
• 運(yùn)行時(shí)常量池
• 本地方法棧

好了。記住這 6 個(gè)東西還真是困難。那我們用我們上面說(shuō)的，加個(gè)公有私有的分類試試看。

• 公有部分包括：Java堆、方法區(qū)、運(yùn)行時(shí)常量池。
• 私有部分包括：Java虛擬機(jī)棧、本地方法棧、PC寄存器。

怎么樣，這樣一歸類，我相信更容易記住了。而且也更符合我們對(duì)JVM的理解。JVM的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)有哪些東西？

首先，有公有和私有兩個(gè)部分，公有包括……私有包括……。

大腦天然喜歡結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，這種方法才是理解運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的正確姿勢(shì)。

說(shuō)得有點(diǎn)多了，我們接下來(lái)繼續(xù)讀JVM規(guī)范。

PC寄存器

Java 虛擬機(jī)可以支持多條線程同時(shí)執(zhí)行（可參考《Java 語(yǔ)言規(guī)范》第 17 章），每一條 Java虛擬機(jī)線程都有自己的 PC（Program Counter）寄存器。在任意時(shí)刻，一條 Java 虛擬機(jī)線程只會(huì)執(zhí)行一個(gè)方法的代碼，這個(gè)正在被線程執(zhí)行的方法稱為該線程的當(dāng)前方法。

從這段描述驗(yàn)證上面我的理解是對(duì)的。PC寄存器就是線程私有的，每個(gè)線程都有一個(gè)PC寄存器。而PC寄存器是用來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前線程所執(zhí)行方法的地址。

Java虛擬機(jī)棧

每一條 Java 虛擬機(jī)線程都有自己私有的 Java 虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stack）①，這個(gè)棧與線程同時(shí)創(chuàng)建，用于存儲(chǔ)棧幀（Frames, § 2.6）。

從這段描述我們同樣可以看到，Java虛擬機(jī)棧同樣也是線程私有的。Java虛擬機(jī)棧的作用就是用來(lái)存儲(chǔ)「棧幀」。棧幀這個(gè)概念也非常重要，其存儲(chǔ)了調(diào)用方法時(shí)，方法的局部變量等信息。后續(xù)會(huì)深入學(xué)習(xí)「棧幀」這個(gè)概念，這里不做深入介紹。

如果線程請(qǐng)求分配的棧容量超過(guò) Java 虛擬機(jī)棧允許的最大容量時(shí)， Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè) StackOverflowError 異常。

傳說(shuō)中的StackOverflowError就是因?yàn)檫@塊區(qū)域出現(xiàn)了問(wèn)題。

如果 Java 虛擬機(jī)?？梢詣?dòng)態(tài)擴(kuò)展，并且擴(kuò)展的動(dòng)作已經(jīng)嘗試過(guò)，但是目前無(wú)法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存去完成擴(kuò)展，或者在建立新的線程時(shí)沒(méi)有足夠的內(nèi)存去創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)棧，那 Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè) OutOfMemoryError 異常。

這里很有意思。意思是說(shuō)OutOfMemoryError異常，有可能是因?yàn)镾tack不夠?qū)е碌摹?/p>

我相信許多對(duì)于JVM理解不夠深刻的朋友看到這里會(huì)很疑惑，因?yàn)樗麄儗?duì)于JVM內(nèi)存模型的理解就是：Java堆、Java棧。但實(shí)際上并不是這樣的。

你應(yīng)該這樣理解：首先，你得知道「運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)」，就是JVM運(yùn)行時(shí)的這塊內(nèi)存。之后，你要知道這塊區(qū)域分為兩個(gè)部分：公有和私有。而Java虛擬機(jī)棧是分配在堆上的（注意，并不是Java堆），但分配出來(lái)的這塊內(nèi)存是線程私有的。

在創(chuàng)建線程是申請(qǐng)創(chuàng)建Java虛擬機(jī)棧，可能有兩種情況。第一種，堆上的內(nèi)存不夠了，那么無(wú)法創(chuàng)建Java虛擬機(jī)棧。這就是上面說(shuō)到的這種情況，會(huì)發(fā)生OutOfMemoryError異常。另一種情況，就是內(nèi)存申請(qǐng)成功了，但是在線程創(chuàng)建后，調(diào)用方法的層次太深了，之前申請(qǐng)的這部分內(nèi)存不夠用了。這時(shí)候會(huì)發(fā)生StackOverflowError。

說(shuō)到這兒，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在《JVM規(guī)范》第28頁(yè)末尾寫了這么一段話：

譯者注：請(qǐng)讀者注意避免混淆 Stack、 Heap 和 Java （VM） Stack、 Java Heap 的概念， Java 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)本身是由其他語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序，在 Java 語(yǔ)言程序的角度上看分配在 Java Stack 中的數(shù)據(jù)，而在實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的程序角度上看則可以是分配在 Heap 之中。

這段話真是不太好理解，但實(shí)際上沒(méi)那么難。首先，我們的JVM是使用其他語(yǔ)言寫的，那么這個(gè)要運(yùn)行的時(shí)候是不是要像系統(tǒng)申請(qǐng)內(nèi)存，那么申請(qǐng)的這一大塊內(nèi)存就是堆內(nèi)存。

在這么大一塊內(nèi)存里，我們又分一部分作為Java堆內(nèi)存、Java虛擬機(jī)棧的內(nèi)存。也即是說(shuō)，JVM中的堆內(nèi)存是系統(tǒng)的堆內(nèi)存中的堆內(nèi)存。站在實(shí)現(xiàn)JVM的程序來(lái)說(shuō)，是分配在堆上的。而站在Java程序的角度上看，是分配在Java堆上的。也就是說(shuō)可以想象這樣一個(gè)圖表：

• 系統(tǒng)內(nèi)存有堆內(nèi)存、棧內(nèi)存之分。
• JVM啟動(dòng)，向系統(tǒng)申請(qǐng)一塊內(nèi)存，系統(tǒng)會(huì)分配一塊堆內(nèi)存給它。當(dāng)其他應(yīng)用程序，例如微信啟動(dòng)，系統(tǒng)也會(huì)分配一塊堆內(nèi)存給它。
• JVM獲得了內(nèi)存，于是加載類、運(yùn)行程序。JVM會(huì)在獲得的內(nèi)存分出一部分內(nèi)存作為Java堆，用于分配對(duì)象。
• 當(dāng)創(chuàng)建線程，那么JVM會(huì)在系統(tǒng)給它的、還未分配的內(nèi)存劃出一部分創(chuàng)建Java虛擬機(jī)棧，從而線程創(chuàng)建成功。

所以如果增加Java堆的大小，那么可以分配給Java虛擬機(jī)棧的內(nèi)存就變少，那么可以創(chuàng)建的線程就減少。那么就更容易導(dǎo)致StackOverflowError。

Java堆

在 Java 虛擬機(jī)中，堆（Heap）是可供各條線程共享的運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域，也是供所有類實(shí)例和數(shù)組對(duì)象分配內(nèi)存的區(qū)域。

Java堆是所有線程共享的，存放類實(shí)例和數(shù)組對(duì)象。

方法區(qū)

在 Java 虛擬機(jī)中，方法區(qū)（Method Area） 是可供各條線程共享的運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域。方法區(qū)與傳統(tǒng)語(yǔ)言中的編譯代碼儲(chǔ)存區(qū)（Storage Area Of Compiled Code）或者操作系統(tǒng)進(jìn)程的正文段（Text Segment）的作用非常類似，它存儲(chǔ)了每一個(gè)類的結(jié)構(gòu)信息，例如運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）、字段和方法數(shù)據(jù)、構(gòu)造函數(shù)和普通方法的字節(jié)碼內(nèi)容、還包括一些在類、實(shí)例、接口初始化時(shí)用到的特殊方法（§ 2.9）。

可以看到方法區(qū)也是共享的，而且存放的是類的信息。在HotSpot虛擬機(jī)中，JDK1.7版本稱其為永久代（Permanent Generation），而在JDK1.8則稱之為元空間（Metaspace）。

運(yùn)行時(shí)常量池

每一個(gè)運(yùn)行時(shí)常量池都分配在 Java 虛擬機(jī)的方法區(qū)之中（§ 2.5.4），在類和接口被加載到虛擬機(jī)后，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行時(shí)常量池就被創(chuàng)建出來(lái)。

運(yùn)行時(shí)常量池分配在JVM的方法區(qū)之中。

本地方法棧

Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)可能會(huì)使用到傳統(tǒng)的棧（通常稱之為“C Stacks”）來(lái)支持 native 方法（指使用 Java 以外的其他語(yǔ)言編寫的方法）的執(zhí)行，這個(gè)棧就是本地方法棧（Native Method Stack）。當(dāng) Java 虛擬機(jī)使用其他語(yǔ)言（例如 C 語(yǔ)言）來(lái)實(shí)現(xiàn)指令集解釋器時(shí)，也會(huì)使用到本地方法棧。

本地方法指的是使用Java以外的其他語(yǔ)言編寫的代碼，因?yàn)橛行r(shí)候Java無(wú)法直接操作一些底層資源，只能通過(guò)C或匯編操作。因此需要通過(guò)本地方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

而本地方法棧就是設(shè)計(jì)用來(lái)調(diào)用這些非Java語(yǔ)言方法的，其作用與Java虛擬機(jī)棧類似。會(huì)存放對(duì)應(yīng)的局部變量信息、返回結(jié)果等。

本地方法棧同樣會(huì)發(fā)生StackOverFlowError和OutOfMemoryError異常。

棧幀

棧幀（Frame）是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和部分過(guò)程結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也被用來(lái)處理動(dòng)態(tài)鏈接（Dynamic Linking）、方法返回值和異常分派（Dispatch Exception）。

這里重點(diǎn)記住：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和部分結(jié)果，存儲(chǔ)的部分?jǐn)?shù)據(jù)就包括了局部變量。

棧幀隨著方法調(diào)用而創(chuàng)建，隨著方法結(jié)束而銷毀——無(wú)論方法是正常完成還是異常完成（拋出了在方法內(nèi)未被捕獲的異常）都算作方法結(jié)束。

棧幀隨著方法調(diào)用而創(chuàng)建，是線程私有的。

棧幀的存儲(chǔ)空間分配在 Java 虛擬機(jī)棧（§ 2.5.5）之中，每一個(gè)棧幀都有自己的局部變量表（Local Variables， § 2.6.1）、操作數(shù)棧（Operand Stack， § 2.6.2）和指向當(dāng)前方法所屬的類的運(yùn)行時(shí)常量池（§ 2.5.5）的引用。

棧幀分配在Java虛擬機(jī)棧，而Java虛擬機(jī)棧是私有的，所以棧幀肯定也是私有的?？梢赃@么說(shuō)，棧幀就是Java虛擬機(jī)棧里的一個(gè)個(gè)元素，每次調(diào)用一個(gè)方法就push一個(gè)棧幀，調(diào)用完畢則poll一個(gè)棧幀。

這里還說(shuō)到，每一個(gè)棧幀都有自己的：

• 局部變量表
• 操作數(shù)棧
• 指向當(dāng)前方法所屬類的運(yùn)行時(shí)常量池引用

在一條線程之中，只有目前正在執(zhí)行的那個(gè)方法的棧幀是活動(dòng)的。這個(gè)棧幀就被稱為是當(dāng)前棧幀（Current Frame），這個(gè)棧幀對(duì)應(yīng)的方法就被稱為是當(dāng)前方法（Current Method），定義這個(gè)方法的類就稱作當(dāng)前類（Current Class）。

了解下「當(dāng)前棧幀」、「當(dāng)前方法」、「當(dāng)前類」的概念。

請(qǐng)讀者特別注意，棧幀是線程本地私有的數(shù)據(jù)，不可能在一個(gè)棧幀之中引用另外一條線程的棧幀。

這里原文明確指出：棧幀是線程本地私有的數(shù)據(jù)！

局部變量表

棧幀中局部變量表的長(zhǎng)度由編譯期決定，并且存儲(chǔ)于類和接口的二進(jìn)制表示之中，既通過(guò)方法的Code 屬性（§ 4.7.3）保存及提供給棧幀使用。

局部變量表由編譯期決定，并存在方法的Code屬性。

局部變量使用索引來(lái)進(jìn)行定位訪問(wèn)，第一個(gè)局部變量的索引值為零，局部變量的索引值是從零至小于局部變量表最大容量的所有整數(shù)。

局部變量表的索引從零開(kāi)始。

特別地，當(dāng)一個(gè)實(shí)例方法被調(diào)用的時(shí)候，第 0 個(gè)局部變量一定是用來(lái)存儲(chǔ)被調(diào)用的實(shí)例方法所在的對(duì)象的引用（即 Java 語(yǔ)言中的“this”關(guān)鍵字）。

局部變量第一個(gè)局部變量，一定是當(dāng)前對(duì)象的引用，即this關(guān)鍵字。

操作數(shù)棧

每一個(gè)棧幀（§ 2.6）內(nèi)部都包含一個(gè)稱為操作數(shù)棧（Operand Stack）的后進(jìn)先出（Last-In-First-Out， LIFO）棧。

這里要注意一下，Java虛擬機(jī)棧包含了棧幀，棧幀包含了操作數(shù)棧，就像下面這樣的關(guān)系：

Java虛擬機(jī)棧 -> 棧幀 -> 操作數(shù)棧

它們都是棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作數(shù)棧也是如此。

只不過(guò)Java虛擬機(jī)棧是存儲(chǔ)一個(gè)個(gè)線程的信息，棧幀存儲(chǔ)的事一個(gè)個(gè)方法的信息，操作數(shù)棧是存儲(chǔ)方法調(diào)用中一個(gè)個(gè)操作數(shù)的信息。

每一個(gè)操作數(shù)棧的成員（Entry） 可以保存一個(gè) Java 虛擬機(jī)中定義的任意數(shù)據(jù)類型的值，包括 long 和 double 類型。

操作數(shù)棧的成員可以是任意數(shù)據(jù)類型。

這章節(jié)接下來(lái)的關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)算法部分，太過(guò)于復(fù)雜，而且實(shí)用性太差。這里不深入了解，直接簡(jiǎn)單了解就可以了。

在 Java 虛擬機(jī)層面上， Java 語(yǔ)言中的構(gòu)造函數(shù)在《Java 語(yǔ)言規(guī)范 （第三版）》（下文簡(jiǎn)稱JLS3， § 8.8）是以一個(gè)名為的特殊實(shí)例初始化方法的形式出現(xiàn)的， 這個(gè)方法名稱是由編譯器命名的，因?yàn)樗⒎且粋€(gè)合法的 Java 方法名字，不可能通過(guò)程序編碼的方式實(shí)現(xiàn)。

<init>這個(gè)特殊的初始化方法，是在虛擬機(jī)層面存在的，而不是程序編碼層面的?？梢酝ㄟ^(guò)虛擬機(jī)的invokespecial指令調(diào)用。

一個(gè)類或者接口最多可以包含不超過(guò)一個(gè)類或接口的初始化方法，類或者接口就是通過(guò)這個(gè)方法完成初始化的（§ 5.5）。這個(gè)方法是一個(gè)不包含參數(shù)的靜態(tài)方法，名為①。這個(gè)名字也是由編譯器命名的，因?yàn)樗⒎且粋€(gè)合法的 Java 方法名字，不可能通過(guò)程序編碼的方式實(shí)現(xiàn)。

與init類似clinit也是一個(gè)虛擬機(jī)層面的方法，不是程序編碼層面的。但類或接口的clinit方法只能由虛擬機(jī)自身隱式調(diào)用，沒(méi)有任何虛擬機(jī)字節(jié)碼指令可以調(diào)用這個(gè)方法。

字節(jié)碼指令

Java 虛擬機(jī)的指令由一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的、代表著某種特定操作含義的操作（Opcode）以及跟隨其后的零至多個(gè)代表此操作所需參數(shù)的操作數(shù)（Operands）所構(gòu)成。

字節(jié)碼指令組成為：操作碼+操作數(shù)。其中操作碼為一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度，操作數(shù)情況由操作碼決定。

大部分的指令都沒(méi)有支持整數(shù)類型 byte、 char 和 short，甚至
沒(méi)有任何指令支持 boolean 類型。編譯器會(huì)在編譯期或運(yùn)行期會(huì)將 byte 和 short 類型的數(shù)據(jù)帶符號(hào)擴(kuò)展（Sign-Extend）為相應(yīng)的 int 類型數(shù)據(jù)，將 boolean 和 char 類型數(shù)據(jù)零位擴(kuò)展（Zero-Extend）為相應(yīng)的 int 類型數(shù)據(jù)。與之類似的，在處理 boolean、 byte、 short 和char 類型的數(shù)組時(shí)，也會(huì)轉(zhuǎn)換為使用對(duì)應(yīng)的 int 類型的字節(jié)碼指令來(lái)處理。

在虛擬機(jī)中，byte/short/boolean/char 都是用 int 類型來(lái)存儲(chǔ)的。規(guī)范的下一句也直接指明了。

因此，大多數(shù)對(duì)于boolean、 byte、 short 和 char 類型數(shù)據(jù)的操作，實(shí)際上都是使用相應(yīng)的對(duì) int 類型作為運(yùn)算類型（Computational Type）。

虛擬機(jī)指令集大致可以分為下面幾類：

• 加載和存儲(chǔ)指令
• 運(yùn)算指令
• 類型轉(zhuǎn)換指令
• 對(duì)象創(chuàng)建于操作
• 操作數(shù)棧管理指令
• 控制轉(zhuǎn)移指令
• 方法調(diào)用和返回指令
• 拋出異常
• 同步

因?yàn)樘摂M機(jī)指令集很枯燥，就像linux命令一樣，所以這里不深入講。有需要的時(shí)候再一個(gè)個(gè)查就可以了。

JVM規(guī)范系列文章目錄

• JVM規(guī)范系列開(kāi)篇：為什么要讀JVM規(guī)范？
• JVM規(guī)范系列第1章：引言
• JVM規(guī)范系列第2章：Java虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)
• JVM規(guī)范系列第3章：為Java虛擬機(jī)編譯
• JVM規(guī)范系列第4章：Class文件格式
• JVM規(guī)范系列第5章：加載、鏈接與初始化
• JVM規(guī)范系列第6章：Java虛擬機(jī)指令集
• JVM規(guī)范系列：總結(jié)

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/jvm_specification_02_jvm_structure.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM规范系列第2章：Java虚拟机结构的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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