虚拟机栈
虚拟机栈概述
由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。
优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。
栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。
即: 栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据。
堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放、放在哪儿。（但是并不是绝对的）
如果不考虑方法区的话，JVM中堆空间应该是最大的。
Java虚拟机栈
（1）Java虚拟机栈概述
Java虚拟机栈（Java yirtual Machine stack)，早期也叫Java栈。每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈，其内部保存一个个的栈帧(stack Frame），对应着一次次的Java方法调用，即一个栈帧对应一个Java方法。是线程私有的。（概念）
生命周期和线程一致。（生命周期）
主管Java程序的运行，它保存方法的局部变量（8种基本数据类型、对象的引用地址）、部分结果，并参与方法的调用和返回。（作用）
（2）栈的特点（优点)
- 栈是一种快速有效的分配存储方式，访问速度仅次于程序计数器。
- 对于栈来说不存在垃圾回收问题
- GC（栈不存在，只有进栈出栈，不存在复杂的算法计算）
- OOM
- JVM直接对Java栈的操作只有两个:
- 每个方法执行，伴随着进栈(入栈、压栈)
- 执行结束后的出栈工作
（3）栈中可能出现的异常
Java虚拟机规范允许Java栈的大小是动态的或者是固定不变的。
- （静态）如果采用固定大小的Java虚拟机栈，那每一个线程的Java虚拟机栈容量可以在线程创建的时候独立选定。如果线程请求分配的栈容量超过Java虚拟机栈允许的最大容量，Java虚拟机将会抛出一个*Error异常。
- （动态）如果Java虚拟机栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法中请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存（内存不足）去创建对应的虚拟机栈那Java虚拟机将会抛出一个 OutOfMemoryError异常。
异常演示：
//递归死循环会出现栈内存溢出
public static void main(String[] args) {
main(args);
}
输出结果：
Exception in thread "main" java.lang.*Error
at com.PCRegister.StackErrorTest.main(StackErrorTest.java:10)
at com.PCRegister.StackErrorTest.main(StackErrorTest.java:10)
...
（4）设置栈内存大小
我们可以使用参数 -Xss 选项来设置线程的最大栈空间，栈的大小直接决定了函数调用的最大可达深度。
/**
* 演示栈中的异常
* 默认情况下，count = 11403
* 设置栈的大小 -Xss256k
* 设置栈的大小为256k时， count = 2464
*/
public class StackErrorTest {
private static int count = 1;
public static void main(String[] args) {
System.out.println(count);
count++;
main(args);
}
}
栈的存储单位
- 每个线程都有自己的栈，栈中的数据都是以**栈帧（Stack Frame）**的格式存在的
- 在这个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧（Stack Frame）
- 栈帧是一个内存区块，是一个数据集，维系着方法执行过程中的各种数据信息
栈的运行原理
JVM直接对Java栈的操作有两个，就是对栈帧的压栈和出栈，遵循"先进后出"/"后进先出"原则。
在一条活动线程中，一个时间点上，只会有一个活动的栈帧。即只有当前正在执行的方法的栈帧（栈顶栈帧）是有效的，这个栈帧被称为当前栈帧（Current Frame），与当前栈帧相对应的方法就是当前方法（Current Method），定义这个方法的类就是当前类（Current Class）。
执行引擎运行的所有字节码指令只针对当前栈帧进行操作、
如果该方法中调用了其他方法，对应的新的栈帧就会被创建出来，放在栈的顶端，成为新的当前帧。
不同线程中所包含的栈帧是不允许存在互相引用的，即不可能在一个栈帧之中引用另外一个线程的栈帧。
如果当前方法调用了其他方法，方法返回之际，当前栈帧会传回此方法的执行结果给前一个栈帧，接着，虚拟机会丢弃当前栈帧，使得前一个栈帧重新成为当前栈帧。
Java方法有两种返回函数的方式，一种是正常的函数返回，使用return指令；另外一种是抛出异常（没有使用try-catch的异常）。不管使用哪种方式，都会导致栈帧被弹出。
栈中能放多少栈帧取决于栈帧的大小。
栈帧的内部结构
每个栈帧中存储着：
- 局部变量表（Local Variables）
- 操作数栈（Operand Stack）（或表达式栈）
- 动态链接（Dynamic Linking）（或指向运行时常量池的方法引用）
- 方法返回地址（Return Address）（或方法正常退出或者异常退出的定义）
- 一些附加信息