4.2　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）的形式存在。在这个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧，也就是说栈帧是Java中方法的执行环境。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。

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，与当前栈帧相对应的方法就是当前方法，定义这个方法的类就是当前类。如图4-8所示，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。如果在该方法中调用了其他方法，对应的新的栈帧会被创建出来，放在栈的顶端，成为新的当前帧。JVM直接对Java栈的操作只有两个，就是对栈帧的压栈和出栈，遵循“先进后出”“后进先出”原则。

代码清单4-4演示了在一条活动线程中，一个时间点上只会有一个活动的栈帧。可以看到在main()方法中调用了methodA()，methodA()中调用完methodB()之后又输出了一条语句。

代码清单4-4　CurrentFrameTest.java

输出结果如图4-9所示，可以看到先执行了methodA()中的第一条输出语句，接着又执行了methodB()，之后又返回执行了methodA()中的第二条输出语句，证明了当执行某一个方法的时候其他方法是没有在执行的，即一个时间点上，只会有一个活动的栈帧。

代码清单4-5演示了栈帧遵循“先进后出”“后进先出”原则。代码中method1()调用了method2()，method2()调用了method3()。

代码清单4-5　“先进后出”“后进先出”原则

输出结果如图4-10所示，当一个方法method1()被调用时就产生了一个栈帧F1，并被压入到栈中，method1()方法又调用了method2()方法，于是产生栈帧F2也被压入栈，method2()方法又调用了method3()方法，于是产生栈帧F3也被压入栈，执行完毕后，先弹出F3栈帧，再弹出F2栈帧，最后弹出F1栈帧。以上案例证明了栈帧遵循“先进后出”“后进先出”原则。

不同线程中所包含的栈帧是不允许存在相互引用的，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方法有两种返回方法的方式：一种是正常的函数返回，使用return指令；另外一种是抛出异常。不管使用哪种方式，都会导致栈帧被弹出。

下面介绍每个栈帧中存储的内容，如图4-11所示。

·　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）（或方法正常退出或异常退出的定义）。

·　一些附加信息。例如，对程序调试提供支持的信息。

在多线程环境中，当前线程和当前栈帧如图4-12所示。

下面的小节分别介绍栈帧中存储的内容。