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JVM如何知道方法堆栈中变量的位置？

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这个问题可能是愚蠢的，也可能是重复的 . 当程序引用该变量时，我对如何从堆栈中检索变量感到困惑 . 对象存储在堆中，位置存储在引用变量中，包含堆地址本身的引用变量存储在堆栈中 . 但JVM如何确定该引用变量存储在堆栈中的哪个位置 .

让我们考虑这个例子只是为了弄清楚我对此感到困惑 .

Class Test {
    public void test() {
        Object a = new Bar();
        Object b = new Foo();
        System.out.println(a);
    }
}

让我们说方法test（）正在执行 . 因此堆栈将被分配给test（） .

现在当执行' Object a = new Bar(); '行时，将在Heap中创建Bar对象，并且实际变量 'a' （其值是Bar对象的地址位置）将存储在test（）的堆栈中 .

再次在' Object b = new Foo(); '线上发生同样的事情 . Foo对象将在Heap中创建，实际变量 'b' （其值为Foo对象的地址位置）将存储在test（）的堆栈中 .

现在，当执行' System.out.println(a); '行时，JVM如何知道堆栈中的哪个位置，应该检索 'a' 的值 . 意味着什么链接变量'a'及其在堆栈中的位置？

java stack-memory

3 回答

  • 0

    你几乎就在那里，你的理解中只有一个缺失的环节 .

    局部变量（或存储在局部变量中的对象的引用，如果我们讨论的是非基本类型）实际上存储在 local variable table 中，而不是存储在操作数堆栈中 . 当它们被呼叫使用时，它们只被推入堆栈 .

    （令人困惑的是，局部变量表本身也存储在堆栈中，但是它是一个真实的表，具有固定的大小并且可以自由索引 . ）

    您可以使用 javap 查看代码生成的字节码 . 你会看到的是这样的：

    public void test();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
  stack=3, locals=3, args_size=1
    0: new           #2                  // class Test$Bar
    3: dup
    4: invokespecial #3                  // Method Test$Bar."<init>":()V
    7: astore_1
    8: new           #4                  // class Test$Foo
   11: dup
   12: invokespecial #5                  // Method Test$Foo."<init>":()V
   15: astore_2
   16: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   19: aload_1
   20: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
   23: return
}

    首先，这条线是什么？

    stack=3, locals=3, args_size=1

    元数据告诉JVM该方法的操作数堆栈不超过3个条目，3个局部变量并且取1个参数 . 但肯定是不对的，我们的方法不需要参数，显然只有2个局部变量！

    答案是非静态方法总是有"0th argument"： this . 这解释了参数计数，并引导我们进入下一个重要发现： arguments of a method are stored in the local variable table too . 因此我们的表将有条目0,1,2，其中0在开始时包含 this ，而未初始化为1和2 .

    有了这个，让's look at the code! First up it'的行 0-7 ：

    • new 操作码创建 Bar 的新实例并将引用存储在堆栈中 .

    • dup 在堆栈顶部创建相同引用的副本（所以你现在有两个副本）

    • invokespecial #3 调用 Bar 的构造函数并使用堆栈的顶部 . （现在我们只剩下一份）

    • astore_1 将剩余引用存储在本地变量号 1 中（ 0 在本例中为 this ）

    这就是 Object a = new Bar(); 编译成的内容 . 然后你得到相同的 Object b = new Foo(); （行 8-15 ） .

    然后是有趣的一点，来自 16 行：

    • getstatic #6 在堆栈上推送 System.out 的值

    • aload_1 也会在堆栈上推送局部变量编号1（ a ）

    • invokevirtual #7 消耗这两个条目，在 System.out 上调用 println() ，其中 a 作为其输入参数 .

    If you want to delve into it deeper, or you just want to point out my mistakes, the official reference for all of the above is here.

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  • 0

    JVM存储堆栈帧，这些存储变量的数组 .

    Each frame (§2.6) contains an array of variables known as its local variables.
[...]
Local variables are addressed by indexing.

    找到Here

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  • 7

    JVM不是一个单一的数据结构，实际上它有几种不同的机制 . 执行程序时，JVM会组织所需的所有内存，并将它们分配到几个称为运行时数据区的不同内存堆栈中 .

    这是一个更详细的解释：Architecture of JVM

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