虚拟机栈(三)

1.方法的调用
在JVM中，将符号引用转换为调用方法的直接引用与方法的绑定机制相关。

** 静态链接**
当一个字节码文件被装载进JVM内部时，如果被调用的目标方法在编译期可知，且运行期保持不变时。这种情况下将调用方法的符号引用转换为直接引用的过程称之为静态链接。

** 动态链接**
如果被调用的方法在编译期无法被确定下来，也就是说，只能够在程序运行期将调用方法的符号引用转换为直接引用，由于这种引用转换过程具备动态性，因此也就被称之为动态链接。

对应的方法绑定机制为：早期绑定(Early Binding)和晚期绑定(Late Binding)。绑定是一个字段，方法或者类在符号引用被替换为直接引用的过程，这仅仅发生一次。

• 早期绑定：
  早期绑定就是指被调用的目标方法如果在编译期可知，且运行期保持不变时，即可将这个方法与所属的类型进行绑定，这样一来，由于明确了被调用的目标方法究竟是哪一个，因此也就可以使用静态链接的方式将符号引用转换为直接引用。

• 晚期绑定：
  如果被调用的方法在编译期无法被确定下来，只能够在程序运行期限根据实际的类型绑定相关的方法，这种绑定方式也就被称为晚期绑定。

1.1方法调用：虚方法与非虚方法
首先我们要知道虚方法和非虚方法是什么：
非虚方法：
* 如果方法在编译期就确定了具体的调用版本，这个版本在运行时是不可变的。这样的方法称为非虚方法。
* 静态方法，私有方法，final方法，实例构造器，父类方法都是非虚方法；其他方法称为虚方法。

1.2方法的调用：虚方法与非虚方法
虚拟机中提供了以下几条方法调用指令：
* 普通调用指令：
1.invokestatic:调用静态方法，解析阶段确定唯一方法版本
2.invokespecial:调用方法，私有及父类方法，解析阶段确定唯一方法版本
3.invokevirtual:调用所有虚方法。
4.invokeinterface:调用接口方法

* 动态调用指令：
5.invokedynamic:动态解析出需要调用的方法，然后执行

前四条指令固化在虚拟机内部，方法的调用执行不可人为干预，而invokedynamic指令则支持由用户确定方法版本，其中invokestatic指令和invokespecial指令调用的方法称为非虚方法，其余的(final修饰的除外)称为虚方法。

** 1.3方法的调用：动态类型语言和静态类型语言**
动态类型语言和静态类型语言两者的区别就在于对类型的检查是在编译期还是在运行期，满足前者就是静态类型语言，反之就是动态类型语言。
简单来说，静态类型语言是判断变量自身的类型信息：动态类型语言是判断变量值的类型信息，变量没有类型信息，变量值才有类型信息，这是动态语言的一个重要特征。

** 1.4方法调用：方法重写的本质**

• Java语言中方法重写的本质：
  1.找到操作数栈顶的第一个元素所执行的对象的实际类型，记作C。
  2.如果在类型C中找到与常量中的描述符合简单名称都相符的方法，则进行访问权限校验，如果通过则返回这个方法的直接引用，查找过程结束；如果不通过，则返回java.lang.IllegalAccessError异常。
  3.否则，按照继承关系从下往上依次对C的各个父类进行第2步的操作和验证过程。
  4.如果始终没有找到合适的方法吗，则抛出java.lang.AbstractMethodError异常。

IllegalAccessError介绍:
程序试图访问或修改一个属性或调用一个方法。这个属性或方法，你没有权限访问。一般的，这个会引起编译器异常。这个错误如果发生在运行时，就说明一个类发生了不兼容的改变。

1.5方法的调用：虚方法表

• 在面向对象的编程中，会很频繁使用到动态分派，如果在每次动态分派的过程中都要重新在类的方法元数据中搜索合适的目标的话就可能影响到执行效率。因此，为了提高性能，JVM采用在类的方法区建立一个虚方法表(非虚方法不会出现在表中)来实现。使用索引表来代替查找。
• 每个类都有一个虚方法表，表中存放着各个方法的实际入口。
• 那么虚方法表什么时候被创建？
  虚方法表会在类加载的链接阶段被创建并开始初始化，类的变量初始值准备完成之后，JVM会把该类的方法表也初始化完毕。

虚方法表的图例：

2.方法返回地址(Return Address)

• 存放调用该方法的pc寄存器的值。
• 一个方法的结束，有两种方式：
  正常执行完成
  出现未处理的异常，非正常退出
• 无论通过哪种方式退出，在方法退出后都返回到该方法被调用的位置。方法正常退出时，调用者的pc计数器的值作为返回地址，即调用该方法的指令的下一条指令的地址。而通过异常退出的，返回地址是要通过异常表来确定，栈帧中一般不会保存这部分信息。
• 本质上，方法的退出就是当前栈帧出栈的过程。此时，需要恢复上层方法的局部变量表，操作数栈，将返回值压入调用者栈帧的操作数栈，设置pc寄存器值等，让调用者方法继续执行下去。

正常完成出口和异常完成出口的区别在于：通过异常完成出口退出的不会给他的上层调用者产生任何的返回值。

当一个方法开始执行后，只有两种方式可以退出这个方法：

• 1.执行引擎遇到任意一个返回的字节码指令(return),会有返回值传递给上层的方法调用者，简称正常完成出口；

  • 一个方法在正常调用完成之后究竟需要使用哪一个返回值指令还需要根据方法返回值的实际数据类型而定。
    在字节码指令中，返回指令包含ireturn（当返回值是boolean,byte,char,short和int类型时使用),lreturn,freturn,dreturn以及areturn，另外还有一个return指令供声明为void的方法，实例初始化方法，类和接口的初始化方法使用。

• 2.在方法执行的过程中遇到了异常(Exception),并且这个异常没有在方法内进行处理，也就是只要在本方法的异常表中没有搜索到匹配的异常处理器，就会导致方法退出。简称异常完成出口。
  方法执行的过程中抛出异常时的异常处理，存储在一个异常处理表，方便在发生异常的时候找到处理异常的代码。

3.一些附加信息

• 栈帧中还允许携带与Java虚拟机实现相关的一些附加信息，例如，对程序调试提供支持的信息。

最后有几个关于栈的问题，我们可以进行回答一下：
1.举例栈溢出的情况?(StackOverflowError)
可以通过-Xss设置栈的大小:OOM
2.调整栈的大小，就能保证不溢出吗?分配的栈内存越多越好是吗?
这两个问题的回答都是:否，因为调整栈的大小只能确保在一定时间内不溢出，长时间的运行调用，还是会有栈溢出的情况；分配栈内存也是相同的道理。
3.垃圾回收是否会涉及到虚拟机栈?
不会，垃圾回收只涉及到方法区和堆空间。
4.方法中定义的局部变量是否线程安全？
这个需要具体问题具体分析，如果你使用的方法是绝对线程安全的，那么就能确保线程安全，相反也是一样的。

虚拟机栈(三)

原文：https://www.cnblogs.com/yizhipangmayuan/p/14715087.html