虚拟机字节码执行引擎

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执行引擎是虚拟机最核心的组成部分之一。

运行时栈结构

栈帧是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构，它属于虚拟机运行时数据区的虚拟机栈的栈元素，它存储了方法的局部变量表，操作数栈，动态链接和方法返回值等信息。每个方法的调用开始到执行结束，对应着栈帧的入栈和出栈。栈帧的大小是编译时确定的，并且写入到了方法表中的Code属性之中，一个栈帧需要的内存不会受到运行时变量数据的影响

局部变量表

它是一组变量值存储空间，用于存放方法参数和方法内定义的局部变量，在Java代码编译成Class文件时，局部变量表的大小就在方法的Code属性的max_locals数据项确定了。它的最小容量单位是变量槽（Slot），虚拟机规范中没有明确指定它的大小，但是它应该能存放一个boolean,byte,char,short,int,float,reference或returnAddress类型的数据，slot一般会是32位。对于64位的数据long和double，虚拟机会以高位在前的方式分配连续的两个slot空间。

看到这里的时有个疑问，同样是64位，double却比long表示的数大。这是因为double牺牲了精度，扩大了范围，long可以表示从LONG.MIN_VALUE到LONG.MAX_VALUE任意一个整数，19位数；double由于有exp位，只能表示16位一下的精确整数，当数字大于16位时，精度有所损失。

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double a = LONG.MAX_VALUE-100L;
double b = LONG.MAX_VALUE-101L;
System.out.println(a == b);

由于局部变量表是线程私有的，因此分开读写两个slot虽然会破坏原子性，但是不会代码数据安全的问题。虚拟机使用索引定位的方式使用局部变量表索引值从0到最大的slot数。对于实例方法，第0号索引默认是对象实例的索引，可通过this指针来方法，之后按照顺序，先参数表，后是方法体内的局部变量。对于方法体的局部变量所占用的slot是可以重用的，当字节码PC计数器的值超出了某个变量的作用域，这个变量的slot就可以交给其他变量使用，这样可以节约栈空间，更重要的是它会影响垃圾回收，看下面的例子：

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public static void main(String [] args){
  {
    byte[] p = new byte[64*1024*1024];
  }
  System.gc();
}

这样的话System.gc()不会执行垃圾回收，这是因为p虽然不被使用了，但是没有其他的局部变量复用该slot，局部变量表中该slot保存的认识p指向64M的byte的引用。

操作数栈

它是一个后入先出的栈，最大深度在编译时确定，被写在Code属性中的max_stacks的数据项中，数据可以是任意的Java数据类型。会有各种字节指令想操作数栈中写入和提取内容，也就是入栈和出栈的操作。

动态连接

每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，可以支持方法调用过程中的动态连接。Class文件中常量池中存在很多符号引用，有些符号引用会在类加载阶段转化成直接引用，叫静态解析；另外一些会在运行期间转化成直接引用，称为动态连接