JAVA虛擬機的生命周期
一個運行時的Java虛擬機實例的天職是：負(fù)責(zé)運行一個java程序。當(dāng)啟動一個Java程序時，一個虛擬機實例也就誕生了。當(dāng)該程序關(guān)閉退出，這個虛擬機實例也就隨之消亡。如果同一臺計算機上同時運行三個Java程序，將得到三個Java虛擬機實例。每個Java程序都運行于它自己的Java虛擬機實例中。
Java虛擬機實例通過調(diào)用某個初始類的main()方法來運行一個Java程序。而這個main()方法必須是共有的(public)、靜態(tài)的(static)、返回值為void，并且接受一個字符串?dāng)?shù)組作為參數(shù)。任何擁有這樣一個main()方法的類都可以作為Java程序運行的起點。
publicclassTest {publicstaticvoidmain(String[] args) {//TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("Hello World");
}
}
在上面的例子中，Java程序初始類中的main()方法，將作為該程序初始線程的起點，任何其他的線程都是由這個初始線程啟動的。
在Java虛擬機內(nèi)部有兩種線程：守護線程和非守護線程。守護線程通常是由虛擬機自己使用的，比如執(zhí)行垃圾收集任務(wù)的線程。但是，Java程序也可以把它創(chuàng)建的任何線程標(biāo)記為守護線程。而Java程序中的初始線程——就是開始于main()的那個，是非守護線程。
只要還有任何非守護線程在運行，那么這個Java程序也在繼續(xù)運行。當(dāng)該程序中所有的非守護線程都終止時，虛擬機實例將自動退出。假若安全管理器允許，程序本身也能夠通過調(diào)用Runtime類或者System類的exit()方法來退出。
JAVA虛擬機的體系結(jié)構(gòu)
下圖是JAVA虛擬機的結(jié)構(gòu)圖，每個Java虛擬機都有一個類裝載子系統(tǒng)，它根據(jù)給定的全限定名來裝入類型（類或接口）。同樣，每個Java虛擬機都有一個執(zhí)行引擎，它負(fù)責(zé)執(zhí)行那些包含在被裝載類的方法中的指令。
當(dāng)JAVA虛擬機運行一個程序時，它需要內(nèi)存來存儲許多東西，例如：字節(jié)碼、從已裝載的class文件中得到的其他信息、程序創(chuàng)建的對象、傳遞給方法的參數(shù)，返回值、局部變量等等。Java虛擬機把這些東西都組織到幾個“運行時數(shù)據(jù)區(qū)”中，以便于管理。
某些運行時數(shù)據(jù)區(qū)是由程序中所有線程共享的，還有一些則只能由一個線程擁有。每個Java虛擬機實例都有一個方法區(qū)以及一個堆，它們是由該虛擬機實例中所有的線程共享的。當(dāng)虛擬機裝載一個class文件時，它會從這個class文件包含的二進制數(shù)據(jù)中解析類型信息。然后把這些類型信息放到方法區(qū)中。當(dāng)程序運行時，虛擬機會把所有該程序在運行時創(chuàng)建的對象都放到堆中。
當(dāng)每一個新線程被創(chuàng)建時，它都將得到它自己的PC寄存器（程序計數(shù)器）以及一個Java棧，如果線程正在執(zhí)行的是一個Java方法（非本地方法），那么PC寄存器的值將總是指向下一條將被執(zhí)行的指令，而它的Java棧則總是存儲該線程中Java方法調(diào)用的狀態(tài)——包括它的局部變量，被調(diào)用時傳進來的參數(shù)、返回值，以及運算的中間結(jié)果等等。而本地方法調(diào)用的狀態(tài)，則是以某種依賴于具體實現(xiàn)的方法存儲在本地方法棧中，也可能是在寄存器或者其他某些與特定實現(xiàn)相關(guān)的內(nèi)存區(qū)中。
Java棧是由許多棧幀（stack frame）組成的，一個棧幀包含一個Java方法調(diào)用的狀態(tài)。當(dāng)線程調(diào)用一個Java方法時，虛擬機壓入一個新的棧幀到該線程的Java棧中，當(dāng)該方法返回時，這個棧幀被從Java棧中彈出并拋棄。
Java虛擬機沒有寄存器，其指令集使用Java棧來存儲中間數(shù)據(jù)。這樣設(shè)計的原因是為了保持Java虛擬機的指令集盡量緊湊、同時也便于Java虛擬機在那些只有很少通用寄存器的平臺上實現(xiàn)。另外，Java虛擬機這種基于棧的體系結(jié)構(gòu)，也有助于運行時某些虛擬機實現(xiàn)的動態(tài)編譯器和即時編譯器的代碼優(yōu)化。
下圖描繪了Java虛擬機為每一個線程創(chuàng)建的內(nèi)存區(qū)，這些內(nèi)存區(qū)域是私有的，任何線程都不能訪問另一個線程的PC寄存器或者Java棧。
上圖展示了一個虛擬機實例的快照，它有三個線程正在執(zhí)行。線程1和線程2都正在執(zhí)行Java方法，而線程3則正在執(zhí)行一個本地方法。
Java棧都是向下生長的，而棧頂都顯示在圖的底部。當(dāng)前正在執(zhí)行的方法的棧幀則以淺色表示，對于一個正在運行Java方法的線程而言，它的PC寄存器總是指向下一條將被執(zhí)行的指令。比如線程1和線程2都是以淺色顯示的，由于線程3當(dāng)前正在執(zhí)行一個本地方法，因此，它的PC寄存器——以深色顯示的那個，其值是不確定的。
數(shù)據(jù)類型
Java虛擬機是通過某些數(shù)據(jù)類型來執(zhí)行計算的，數(shù)據(jù)類型可以分為兩種：基本類型和引用類型，基本類型的變量持有原始值，而引用類型的變量持有引用值。
Java語言中的所有基本類型同樣也都是Java虛擬機中的基本類型。但是boolean有點特別，雖然Java虛擬機也把boolean看做基本類型，但是指令集對boolean只有很有限的支持，當(dāng)編譯器把Java源代碼編譯為字節(jié)碼時，它會用int或者byte來表示boolean。在Java虛擬機中，false是由整數(shù)零來表示的，所有非零整數(shù)都表示true，涉及boolean值的操作則會使用int。另外，boolean數(shù)組是當(dāng)做byte數(shù)組來訪問的，但是在“堆”區(qū)，它也可以被表示為位域。
Java虛擬機還有一個只在內(nèi)部使用的基本類型：returnAddress，Java程序員不能使用這個類型，這個基本類型被用來實現(xiàn)Java程序中的finally子句。該類型是jsr, ret以及jsr_w指令需要使用到的，它的值是JVM指令的操作碼的指針。returnAddress類型不是簡單意義上的數(shù)值，不屬于任何一種基本類型，并且它的值是不能被運行中的程序所修改的。
Java虛擬機的引用類型被統(tǒng)稱為“引用（reference）”，有三種引用類型：類類型、接口類型、以及數(shù)組類型，它們的值都是對動態(tài)創(chuàng)建對象的引用。類類型的值是對類實例的引用；數(shù)組類型的值是對數(shù)組對象的引用，在Java虛擬機中，數(shù)組是個真正的對象；而接口類型的值，則是對實現(xiàn)了該接口的某個類實例的引用。還有一種特殊的引用值是null，它表示該引用變量沒有引用任何對象。
JAVA中方法參數(shù)的引用傳遞
java中參數(shù)的傳遞有兩種，分別是按值傳遞和按引用傳遞。按值傳遞不必多說，下面就說一下按引用傳遞。
“當(dāng)一個對象被當(dāng)作參數(shù)傳遞到一個方法”，這就是所謂的按引用傳遞。
publicclassUser {privateString name;publicString getName() {returnname;
}publicvoidsetName(String name) {this.name =name;
}
}
publicclassTest {publicvoidset(User user){
user.setName("hello world");
}publicstaticvoidmain(String[] args) {
Test test=newTest();
User user=newUser();
test.set(user);
System.out.println(user.getName());
}
}
上面代碼的輸出結(jié)果是“hello world”，這不必多說，那如果將set方法改為如下，結(jié)果會是多少呢？
publicvoidset(User user){
user.setName("hello world");
user=newUser();
user.setName("change");
}
答案依然是“hello world”，下面就讓我們來分析一下如上代碼。
首先
User user =newUser();
是在堆中創(chuàng)建了一個對象，并在棧中創(chuàng)建了一個引用，此引用指向該對象，如下圖：
test.set(user);
是將引用user作為參數(shù)傳遞到set方法，注意：這里傳遞的并不是引用本身，而是一個引用的拷貝。也就是說這時有兩個引用（引用和引用的拷貝）同時指向堆中的對象，如下圖：
user.setName("hello world");
在set()方法中，“user引用的拷貝”操作堆中的User對象，給name屬性設(shè)置字符串"hello world"。如下圖：
user =newUser();
在set()方法中，又創(chuàng)建了一個User對象，并將“user引用的拷貝”指向這個在堆中新創(chuàng)建的對象，如下圖：
user.setName("change");
在set()方法中，“user引用的拷貝”操作的是堆中新創(chuàng)建的User對象。
set()方法執(zhí)行完畢，目光再回到mian()方法
System.out.println(user.getName());
因為之前，"user引用的拷貝"已經(jīng)將堆中的User對象的name屬性設(shè)置為了"hello world"，所以當(dāng)main()方法中的user調(diào)用getName()時，打印的結(jié)果就是"hello world"。如下圖：
類裝載子系統(tǒng)
在JAVA虛擬機中，負(fù)責(zé)查找并裝載類型的那部分被稱為類裝載子系統(tǒng)。
JAVA虛擬機有兩種類裝載器：啟動類裝載器和用戶自定義類裝載器。前者是JAVA虛擬機實現(xiàn)的一部分，后者則是Java程序的一部分。由不同的類裝載器裝載的類將被放在虛擬機內(nèi)部的不同命名空間中。
類裝載器子系統(tǒng)涉及Java虛擬機的其他幾個組成部分，以及幾個來自java.lang庫的類。比如，用戶自定義的類裝載器是普通的Java對象，它的類必須派生自java.lang.ClassLoader類。ClassLoader中定義的方法為程序提供了訪問類裝載器機制的接口。此外，對于每一個被裝載的類型，JAVA虛擬機都會為它創(chuàng)建一個java.lang.Class類的實例來代表該類型。和所有其他對象一樣，用戶自定義的類裝載器以及Class類的實例都放在內(nèi)存中的堆區(qū)，而裝載的類型信息則都位于方法區(qū)。
類裝載器子系統(tǒng)除了要定位和導(dǎo)入二進制class文件外，還必須負(fù)責(zé)驗證被導(dǎo)入類的正確性，為類變量分配并初始化內(nèi)存，以及幫助解析符號引用。這些動作必須嚴(yán)格按以下順序進行：
（1）裝載——查找并裝載類型的二進制數(shù)據(jù)。
（2）連接——指向驗證、準(zhǔn)備、以及解析（可選）。
●驗證確保被導(dǎo)入類型的正確性。
●準(zhǔn)備為類變量分配內(nèi)存，并將其初始化為默認(rèn)值。
●解析把類型中的符號引用轉(zhuǎn)換為直接引用。
（3）初始化——把類變量初始化為正確初始值。
每個JAVA虛擬機實現(xiàn)都必須有一個啟動類裝載器，它知道怎么裝載受信任的類。
每個類裝載器都有自己的命名空間，其中維護著由它裝載的類型。所以一個Java程序可以多次裝載具有同一個全限定名的多個類型。這樣一個類型的全限定名就不足以確定在一個Java虛擬機中的唯一性。因此，當(dāng)多個類裝載器都裝載了同名的類型時，為了惟一地標(biāo)識該類型，還要在類型名稱前加上裝載該類型（指出它所位于的命名空間）的類裝載器標(biāo)識。
方法區(qū)
在Java虛擬機中，關(guān)于被裝載類型的信息存儲在一個邏輯上被稱為方法區(qū)的內(nèi)存中。當(dāng)虛擬機裝載某個類型時，它使用類裝載器定位相應(yīng)的class文件，然后讀入這個class文件——1個線性二進制數(shù)據(jù)流，然后它傳輸?shù)教摂M機中，緊接著虛擬機提取其中的類型信息，并將這些信息存儲到方法區(qū)。該類型中的類（靜態(tài)）變量同樣也是存儲在方法區(qū)中。
JAVA虛擬機在內(nèi)部如何存儲類型信息，這是由具體實現(xiàn)的設(shè)計者來決定的。
當(dāng)虛擬機運行Java程序時，它會查找使用存儲在方法區(qū)中的類型信息。由于所有線程都共享方法區(qū)，因此它們對方法區(qū)數(shù)據(jù)的訪問必須被設(shè)計為是線程安全的。比如，假設(shè)同時有兩個線程都企圖訪問一個名為Lava的類，而這個類還沒有被裝入虛擬機，那么，這時只應(yīng)該有一個線程去裝載它，而另一個線程則只能等待。
對于每個裝載的類型，虛擬機都會在方法區(qū)中存儲以下類型信息：
● 這個類型的全限定名
● 這個類型的直接超類的全限定名（除非這個類型是java.lang.Object，它沒有超類）
● 這個類型是類類型還是接口類型
● 這個類型的訪問修飾符（public、abstract或final的某個子集）
● 任何直接超接口的全限定名的有序列表
除了上面列出的基本類型信息外，虛擬機還得為每個被裝載的類型存儲以下信息：
● 該類型的常量池
● 字段信息
● 方法信息
● 除了常量以外的所有類（靜態(tài)）變量
● 一個到類ClassLoader的引用
● 一個到Class類的引用
常量池
虛擬機必須為每個被裝載的類型維護一個常量池。常量池就是該類型所用常量的一個有序集合，包括直接常量和對其他類型、字段和方法的符號引用。池中的數(shù)據(jù)項就像數(shù)組一樣是通過索引訪問的。因為常量池存儲了相應(yīng)類型所用到的所有類型、字段和方法的符號引用，所以它在Java程序的動態(tài)連接中起著核心的作用。
字段信息
對于類型中聲明的每一個字段。方法區(qū)中必須保存下面的信息。除此之外，這些字段在類或者接口中的聲明順序也必須保存。
○ 字段名
○ 字段的類型
○ 字段的修飾符（public、private、protected、static、final、volatile、transient的某個子集）
方法信息
對于類型中聲明的每一個方法，方法區(qū)中必須保存下面的信息。和字段一樣，這些方法在類或者接口中的聲明順序也必須保存。
○ 方法名
○ 方法的返回類型（或void）
○ 方法參數(shù)的數(shù)量和類型（按聲明順序）
○ 方法的修飾符（public、private、protected、static、final、synchronized、native、abstract的某個子集）
除了上面清單中列出的條目之外，如果某個方法不是抽象的和本地的，它還必須保存下列信息：
○ 方法的字節(jié)碼（bytecodes）
○ 操作數(shù)棧和該方法的棧幀中的局部變量區(qū)的大小
○ 異常表
類（靜態(tài)）變量
類變量是由所有類實例共享的，但是即使沒有任何類實例，它也可以被訪問。這些變量只與類有關(guān)——而非類的實例，因此它們總是作為類型信息的一部分而存儲在方法區(qū)。除了在類中聲明的編譯時常量外，虛擬機在使用某個類之前，必須在方法區(qū)中為這些類變量分配空間。
而編譯時常量（就是那些用final聲明以及用編譯時已知的值初始化的類變量）則和一般的類變量處理方式不同，每個使用編譯時常量的類型都會復(fù)制它的所有常量到自己的常量池中，或嵌入到它的字節(jié)碼流中。作為常量池或字節(jié)碼流的一部分，編譯時常量保存在方法區(qū)中——就和一般的類變量一樣。但是當(dāng)一般的類變量作為聲明它們的類型的一部分?jǐn)?shù)據(jù)面保存的時候，編譯時常量作為使用它們的類型的一部分而保存。
指向ClassLoader類的引用
每個類型被裝載的時候，虛擬機必須跟蹤它是由啟動類裝載器還是由用戶自定義類裝載器裝載的。如果是用戶自定義類裝載器裝載的，那么虛擬機必須在類型信息中存儲對該裝載器的引用。這是作為方法表中的類型數(shù)據(jù)的一部分保存的。
虛擬機會在動態(tài)連接期間使用這個信息。當(dāng)某個類型引用另一個類型的時候，虛擬機會請求裝載發(fā)起引用類型的類裝載器來裝載被引用的類型。這個動態(tài)連接的過程，對于虛擬機分離命名空間的方式也是至關(guān)重要的。為了能夠正確地執(zhí)行動態(tài)連接以及維護多個命名空間，虛擬機需要在方法表中得知每個類都是由哪個類裝載器裝載的。
指向Class類的引用
對于每一個被裝載的類型（不管是類還是接口），虛擬機都會相應(yīng)地為它創(chuàng)建一個java.lang.Class類的實例，而且虛擬機還必須以某種方式把這個實例和存儲在方法區(qū)中的類型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來。
在Java程序中，你可以得到并使用指向Class對象的引用。Class類中的一個靜態(tài)方法可以讓用戶得到任何已裝載的類的Class實例的引用。
publicstaticClass forName(String className)
比如，如果調(diào)用forName("java.lang.Object")，那么將得到一個代表java.lang.Object的Class對象的引用?？梢允褂胒orName()來得到代表任何包中任何類型的Class對象的引用，只要這個類型可以被（或者已經(jīng)被）裝載到當(dāng)前命名空間中。如果虛擬機無法把請求的類型裝載到當(dāng)前命名空間，那么會拋出ClassNotFoundException異常。
另一個得到Class對象引用的方法是，可以調(diào)用任何對象引用的getClass()方法。這個方法被來自O(shè)bject類本身的所有對象繼承：
publicfinalnativeClass getClass();
比如，如果你有一個到j(luò)ava.lang.Integer類的對象的引用，那么你只需簡單地調(diào)用Integer對象引用的getClass()方法，就可以得到表示java.lang.Integer類的Class對象。
方法區(qū)使用實例
為了展示虛擬機如何使用方法區(qū)中的信息，下面來舉例說明：
classLava {privateintspeed = 5;voidflow(){
}
}
publicclassVolcano {publicstaticvoidmain(String[] args){
Lava lava=newLava();
lava.flow();
}
}
不同的虛擬機實現(xiàn)可能會用完全不同的方法來操作，下面描述的只是其中一種可能——但并不是僅有的一種。
要運行Volcano程序，首先得以某種“依賴于實現(xiàn)的”方式告訴虛擬機“Volcano”這個名字。之后，虛擬機將找到并讀入相應(yīng)的class文件“Volcano.class”，然后它會從導(dǎo)入的class文件里的二進制數(shù)據(jù)中提取類型信息并放到方法區(qū)中。通過執(zhí)行保存在方法區(qū)中的字節(jié)碼，虛擬機開始執(zhí)行main()方法，在執(zhí)行時，它會一直持有指向當(dāng)前類（Volcano類）的常量池（方法區(qū)中的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）的指針。
注意：虛擬機開始執(zhí)行Volcano類中main()方法的字節(jié)碼的時候，盡管Lava類還沒被裝載，但是和大多數(shù)（也許所有）虛擬機實現(xiàn)一樣，它不會等到把程序中用到的所有類都裝載后才開始運行。恰好相反，它只會需要時才裝載相應(yīng)的類。
main()的第一條指令告知虛擬機為列在常量池第一項的類分配足夠的內(nèi)存。所以虛擬機使用指向Volcano常量池的指針找到第一項，發(fā)現(xiàn)它是一個對Lava類的符號引用，然后它就檢查方法區(qū)，看Lava類是否已經(jīng)被加載了。
這個符號引用僅僅是一個給出了類Lava的全限定名“Lava”的字符串。為了能讓虛擬機盡可能快地從一個名稱找到類，虛擬機的設(shè)計者應(yīng)當(dāng)選擇最佳的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。
當(dāng)虛擬機發(fā)現(xiàn)還沒有裝載過名為“Lava”的類時，它就開始查找并裝載文件“Lava.class”，并把從讀入的二進制數(shù)據(jù)中提取的類型信息放在方法區(qū)中。
緊接著，虛擬機以一個直接指向方法區(qū)Lava類數(shù)據(jù)的指針來替換常量池第一項（就是那個字符串“Lava”），以后就可以用這個指針來快速地訪問Lava類了。這個替換過程稱為常量池解析，即把常量池中的符號引用替換為直接引用。
終于，虛擬機準(zhǔn)備為一個新的Lava對象分配內(nèi)存。此時它又需要方法區(qū)中的信息。還記得剛剛放到Volcano類常量池第一項的指針嗎？現(xiàn)在虛擬機用它來訪問Lava類型信息，找出其中記錄的這樣一條信息：一個Lava對象需要分配多少堆空間。
JAVA虛擬機總能夠通過存儲與方法區(qū)的類型信息來確定一個對象需要多少內(nèi)存，當(dāng)JAVA虛擬機確定了一個Lava對象的大小后，它就在堆上分配這么大的空間，并把這個對象實例的變量speed初始化為默認(rèn)初始值0。
當(dāng)把新生成的Lava對象的引用壓到棧中，main()方法的第一條指令也完成了。接下來的指令通過這個引用調(diào)用Java代碼（該代碼把speed變量初始化為正確初始值5）。另一條指令將用這個引用調(diào)用Lava對象引用的flow()方法。
堆
Java程序在運行時創(chuàng)建的所有類實例或數(shù)組都放在同一個堆中。而一個JAVA虛擬機實例中只存在一個堆空間，因此所有線程都將共享這個堆。又由于一個Java程序獨占一個JAVA虛擬機實例，因而每個Java程序都有它自己的堆空間——它們不會彼此干擾。但是同一個Java程序的多個線程卻共享著同一個堆空間，在這種情況下，就得考慮多線程訪問對象（堆數(shù)據(jù)）的同步問題了。
JAVA虛擬機有一條在堆中分配新對象的指令，卻沒有釋放內(nèi)存的指令，正如你無法用Java代碼區(qū)明確釋放一個對象一樣。虛擬機自己負(fù)責(zé)決定如何以及何時釋放不再被運行的程序引用的對象所占據(jù)的內(nèi)存。通常，虛擬機把這個任務(wù)交給垃圾收集器。
數(shù)組的內(nèi)部表示
在Java中，數(shù)組是真正的對象。和其他對象一樣，數(shù)組總是存儲在堆中。同樣，數(shù)組也擁有一個與它們的類相關(guān)聯(lián)的Class實例，所有具有相同維度和類型的數(shù)組都是同一個類的實例，而不管數(shù)組的長度（多維數(shù)組每一維的長度）是多少。例如一個包含3個int整數(shù)的數(shù)組和一個包含300個整數(shù)的數(shù)組擁有同一個類。數(shù)組的長度只與實例數(shù)據(jù)有關(guān)。
數(shù)組類的名稱由兩部分組成：每一維用一個方括號“[”表示，用字符或字符串表示元素類型。比如，元素類型為int整數(shù)的、一維數(shù)組的類名為“[I”，元素類型為byte的三維數(shù)組為“[[[B”，元素類型為Object的二維數(shù)組為“[[Ljava/lang/Object”。
多維數(shù)組被表示為數(shù)組的數(shù)組。比如，int類型的二維數(shù)組，將表示為一個一維數(shù)組，其中的每一個元素是一個一維int數(shù)組的引用，如下圖：
在堆中的每個數(shù)組對象還必須保存的數(shù)據(jù)時數(shù)組的長度、數(shù)組數(shù)據(jù)，以及某些指向數(shù)組的類數(shù)據(jù)的引用。虛擬機必須能夠通過一個數(shù)組對象的引用得到此數(shù)組的長度，通過索引訪問其元素（期間要檢查數(shù)組邊界是否越界），調(diào)用所有數(shù)組的直接超類Object聲明的方法等等。
程序計數(shù)器
對于一個運行中的Java程序而言，其中的每一個線程都有它自己的PC（程序計數(shù)器）寄存器，它是在該線程啟動時創(chuàng)建的，PC寄存器的大小是一個字長，因此它既能夠持有一個本地指針，也能夠持有一個returnAddress。當(dāng)線程執(zhí)行某個Java方法時，PC寄存器的內(nèi)容總是下一條將被執(zhí)行指令的“地址”，這里的“地址”可以是一個本地指針，也可以是在方法字節(jié)碼中相對于該方法起始指令的偏移量。如果該線程正在執(zhí)行一個本地方法，那么此時PC寄存器的值是“undefined”。
Java棧
每當(dāng)啟動一個新線程時，Java虛擬機都會為它分配一個Java棧。Java棧以幀為單位保存線程的運行狀態(tài)。虛擬機只會直接對Java棧執(zhí)行兩種操作：以幀為單位的壓棧和出棧。
某個線程正在執(zhí)行的方法被稱為該線程的當(dāng)前方法，當(dāng)前方法使用的棧幀稱為當(dāng)前幀，當(dāng)前方法所屬的類稱為當(dāng)前類，當(dāng)前類的常量池稱為當(dāng)前常量池。在線程執(zhí)行一個方法時，它會跟蹤當(dāng)前類和當(dāng)前常量池。此外，當(dāng)虛擬機遇到棧內(nèi)操作指令時，它對當(dāng)前幀內(nèi)數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。
每當(dāng)線程調(diào)用一個Java方法時，虛擬機都會在該線程的Java棧中壓入一個新幀。而這個新幀自然就成為了當(dāng)前幀。在執(zhí)行這個方法時，它使用這個幀來存儲參數(shù)、局部變量、中間運算結(jié)果等數(shù)據(jù)。
Java方法可以以兩種方式完成。一種通過return返回的，稱為正常返回；一種是通過拋出異常而異常終止的。不管以哪種方式返回，虛擬機都會將當(dāng)前幀彈出Java棧然后釋放掉，這樣上一個方法的幀就成為當(dāng)前幀了。
Java幀上的所有數(shù)據(jù)都是此線程私有的。任何線程都不能訪問另一個線程的棧數(shù)據(jù)，因此我們不需要考慮多線程情況下棧數(shù)據(jù)的訪問同步問題。當(dāng)一個線程調(diào)用一個方法時，方法的的局部變量保存在調(diào)用線程Java棧的幀中。只有一個線程能總是訪問那些局部變量，即調(diào)用方法的線程。
本地方法棧
前面提到的所有運行時數(shù)據(jù)區(qū)都是Java虛擬機規(guī)范中明確定義的，除此之外，對于一個運行中的Java程序而言，它還可能會用到一些跟本地方法相關(guān)的數(shù)據(jù)區(qū)。當(dāng)某個線程調(diào)用一個本地方法時，它就進入了一個全新的并且不再受虛擬機限制的世界。本地方法可以通過本地方法接口來訪問虛擬機的運行時數(shù)據(jù)區(qū)，但不止如此，它還可以做任何它想做的事情。
本地方法本質(zhì)上時依賴于實現(xiàn)的，虛擬機實現(xiàn)的設(shè)計者們可以自由地決定使用怎樣的機制來讓Java程序調(diào)用本地方法。
任何本地方法接口都會使用某種本地方法棧。當(dāng)線程調(diào)用Java方法時，虛擬機會創(chuàng)建一個新的棧幀并壓入Java棧。然而當(dāng)它調(diào)用的是本地方法時，虛擬機會保持Java棧不變，不再在線程的Java棧中壓入新的幀，虛擬機只是簡單地動態(tài)連接并直接調(diào)用指定的本地方法。
如果某個虛擬機實現(xiàn)的本地方法接口是使用C連接模型的話，那么它的本地方法棧就是C棧。當(dāng)C程序調(diào)用一個C函數(shù)時，其棧操作都是確定的。傳遞給該函數(shù)的參數(shù)以某個確定的順序壓入棧，它的返回值也以確定的方式傳回調(diào)用者。同樣，這就是虛擬機實現(xiàn)中本地方法棧的行為。
很可能本地方法接口需要回調(diào)Java虛擬機中的Java方法，在這種情況下，該線程會保存本地方法棧的狀態(tài)并進入到另一個Java棧。
下圖描繪了這樣一個情景，就是當(dāng)一個線程調(diào)用一個本地方法時，本地方法又回調(diào)虛擬機中的另一個Java方法。這幅圖展示了JAVA虛擬機內(nèi)部線程運行的全景圖。一個線程可能在整個生命周期中都執(zhí)行Java方法，操作它的Java棧；或者它可能毫無障礙地在Java棧和本地方法棧之間跳轉(zhuǎn)。
該線程首先調(diào)用了兩個Java方法，而第二個Java方法又調(diào)用了一個本地方法，這樣導(dǎo)致虛擬機使用了一個本地方法棧。假設(shè)這是一個C語言棧，其間有兩個C函數(shù)，第一個C函數(shù)被第二個Java方法當(dāng)做本地方法調(diào)用，而這個C函數(shù)又調(diào)用了第二個C函數(shù)。之后第二個C函數(shù)又通過本地方法接口回調(diào)了一個Java方法（第三個Java方法），最終這個Java方法又調(diào)用了一個Java方法（它成為圖中的當(dāng)前方法）。
