将变量推送到堆栈和存在于堆栈差异中的变量？

stack memory-management java bytecode jvm

2022-09-04 20:05:52

所以我知道存在2个内存区域：堆栈和堆。

我还知道，如果您创建一个局部变量，它将存在于堆栈中，而不是堆中。堆栈将随着我们将数据推送到其中而增长，例如：

enter image description here

现在，我将尝试将我所遇到的困惑传递给您：

例如，这个简单的Java代码：

public class TestClass {
    public static void main(String[] args)  {
        Object foo = null;
        Object bar = null;
    }
}

被翻译成以下字节码：

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   Stack=1, Locals=3, Args_size=1
   0:   aconst_null
   1:   astore_1
   2:   aconst_null
   3:   astore_2
   4:   return

LineNumberTable: 
line 5: 0
line 6: 2
line 7: 4

LocalVariableTable: 
Start  Length  Slot  Name   Signature
0      5      0    args       [Ljava/lang/String;
2      3      1    foo       Ljava/lang/Object;
4      1      2    bar       Ljava/lang/Object;

其中，根据定义，acons_null是：

push a null reference onto the stack

astore_1是：

store a reference into local variable 1

我感到困惑的是，我们将foo推入堆栈，然后我们再次将其存储在堆栈中？在局部变量中存储引用是什么意思？局部变量位于何处？我们把foo推入的同一堆栈还是这些单独的堆栈？

现在，如果我在推送到堆栈中的第一个对象上调用一个方法，由于堆栈指针指向我推送的最后一个元素，它将如何处理？

答案 1

JVM 中每个线程存在一个堆栈。每个堆栈由几个帧组成：每个方法调用创建一个新帧，当方法调用完成时，帧被销毁。

在堆栈框架中，有两个区域：

操作数堆栈（不要将此处的“堆栈”一词与 JVM 堆栈本身混淆 -- 此处的堆栈将区域表示为后进先出结构）。
局部变量的数组，其中每个变量都有一个索引（从零开始）。

根据 JVM 实现的不同，它们在内存中可能是连续的，也可能不是连续的。从逻辑上讲，它们是堆栈框架的两个独立部分。

如 aconst_null 的描述中所述，该指令将对象引用推送到操作数堆栈上。aconst_nullnull

正如astore_<n>的描述中所解释的那样（其中可以是0，1，2或3）：n

必须是当前帧的局部变量数组的索引（§2.6）。操作数堆栈顶部的必须为类型或类型。它从操作数堆栈中弹出，局部变量的值设置为 objectref <n>。<n>objectrefreturnAddressreference

因此，在您的示例中，该语句将转换为以下内容：Object foo = null

将（指向“无”的特殊引用）推送到操作数堆栈的顶部。null

  operand stack
   __________
  |   null   | <-- null is pushed on the operand stack
  |__________|
  |          |
  |__________|
  |          |
  |__________|

从操作数堆栈中弹出引用，并将其存储在索引 1 处的局部变量中。此局部变量对应于。foo

  operand stack                           local variables
   __________      _______________ _______________ _______________ _______________
  |          |    |      args     |   foo (null)  |               |               |
  |__________|    |_______0_______|_______1_______|_______2_______|_______3_______|
  |          |                    store null in LV#1 
  |__________|
  |          |
  |__________|

除了存储在索引 2 处的局部变量中之外，还执行了相同的步骤。Object bar = nullnull

资料来源：Java 虚拟机规范（请参阅本节）。

答案 2

你应该看看Java堆栈框架的结构。

一个java堆栈框架包含3个东西：

局部变量表

操作数堆栈

对类的常量池 AKA 帧数据的引用

因此，-->将引用推送到操作数堆栈上。push a null reference onto the stack

store a reference into local variable 1-->将引用存储到局部变量表的插槽 1 中