图片等相关信息来源于：尚硅谷宋红康JVM全套教程

1.程序计数器

程序计数器又叫pc寄存器，中文有两个名字

我们可以反编译字节码文件查看方法中操作指令对应的指令地址

javap -v "对应的class文件"

为什么要用pc寄存器，pc寄存器有什么作用?

答：cpu在执行程序是会不停的切换线程，pc寄存器用于记录程序指令运行的位置。

2.虚拟机栈

虚拟机栈在线程创建时创建,为线程独有。

虚拟机栈中包含栈帧，栈帧也就对应着方法的调用和执行。

栈帧中包含着：局部变量表，操作数栈，动态链接，和方法返回地址

2.1:局部变量表：

• 局部变量表也被称之为局部变量数组或本地变量表
• 定义为一个数字数组，主要用于存储方法参数和定义在方法体内的局部变量这些数据类型包括各类基本数据类型、对象引用(reference)，以及returnAddress类型。
• 由于局部变量表是建立在线程的栈上，是线程的私有数据，因此不存在数据安全问题
• 局部变量表所需的容量大小是在编译期确定下来的，并保存在方法的Code属性的maximum local variables数据项中。在方法运行期间是不会改变局部变量表的大小的。

2.1.1关于slot的理解

• 参数值的存放总是在局部变量数组的index0开始，到数组长度-1的索引结 束。
• 局部变量表，最基本的存储单元是slot(变量槽)
• 局部变量表中存放编译期可知的各种基本数据类型(8种)，引用类型
  ( reference)，returnAddress类型。
• 在局部变量表里，32位以内的类型只占用一个slot(包括
  returnAddress类型），64位的类型(long和double)占用两个slot
  byte 、 short 、 char在存储前被转换为int，boolean也被转换为int，0都示false ，非0 表示true。
• long 和double则占据两个slot。

2.1.2局部变量表的补充

• 方法嵌套调用的次数由栈的大小决定。一般来说，栈越大，方法嵌套调用次数越多。对一个函数而言，它的参数和局部变量越多，使得局部变量表感胀，它的栈帧就越大，以满足方法调用所需传递的信息增大的需求。进而函数调用就会占用更多的栈空间，导致其嵌套调用次数就会减少。
• 局部变量表中的变量只在当前方法调用中有效。在方法执行时，虚拟机通过使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程。当方法调用结束后，随着方法栈帧的销毁，局部变量表也会随之销毁。

2.2:操作数栈：

• 每一个独立的栈帧中除了包含局部变量表以外，还包含一个后进先出(Last-In-First-out）的操作数栈，也可以称之为表达式栈(Expression stack）。
• 操作数栈，在方法执行过程中，根据字节码指令，往栈中写入数据或提取数据，即入栈(push)/出栈(pop) .
  某些字节码指令将值压入操作数栈，其余的字节码指令将操作数取出栈。使用它们后再把结果压入栈。

比如:执行复制、交换、求和等操作

2.3:动态链接:

• 每一个栈帧内部都包含一个指向运行时常员池中该栈帧所属方法的引月包含这个引用的目的就是为了支持当前方法的代码能够实现动态链接( Dynamic Linking)。比如: invokedynamic指令
• 在Java源文件被编译到字节码文件中时，所有的变量和方法引用都作为符号引用(Symbolic Reference）保存在class文件的常量池里比如:描述一个方法调用了另外的其他方法时，就是通过常量池中指匠方法的符号引用来表示的，那么动态链接的作用就是为了将这些符号弓用转换为调用方法的直接引用。

• 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矢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，只能够在程序遗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。
  这里是引用

对应的方法的绑定机制为: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根据实际的类型绑定相关的方法，这种绑定方式也就被称之为晚期绑定。

2.4:方法返回地址:

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;
1.正常执行完成 2.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。

面试题

2.调整栈大小，就能保证不出现溢出吗?
不一定，单纯的栈不够的可以解决，程序错误性问题无法解决
3.分配的栈内存越大越好吗?
不是
4.垃圾回收是否会涉及到虚拟机栈?
不会
5.方法中定义的局部变量是否线程安全?
如果是共享数据，不考虑同步机制会出现安全问题