Java中的虚拟机栈

一. 定义

JVM Stacks 虚拟机栈先进后出，后进先出

二. 概述

• 每个方法在运行时需要的内存都会创建一个栈帧（Stack Frame）
  用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程

• 栈帧（ Frame）是用来存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用来处理动态链接(Dynamic Linking)、 方法返回值和异常分派（ Dispatch Exception）。栈帧随着方法调用而创建，随着方法结束而销毁— —无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异常）都算作方法结束

注意：

1. 线程私有,每个线程都会有Java虚拟机栈
2. 每个线程运行时所需要的内存空间,称为虚拟机栈
3. 每个栈由多个栈帧(Frame)组成,对应着每次方法调用时所占用的内存
4. 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

三. 栈的演示

四. 问题辨析

1. 垃圾回收是否涉及栈内存？

   • 不需要，因为栈内存就是一次次方法调用所产生的栈帧内存，而栈帧内存在每一次方法调用结束后，都会弹出栈，自动的被回收掉，根本不需要垃圾回收来管理栈内存。

2. 栈内存分配越大越好吗？

   • 栈内存划分越大，会导致线程数变少，例如一个线程需要1MB栈内存，100MB内存就能划分100个线程，但是如果一个线程需要2MB栈内存,那么100MB内存只能划分50个线程

3. 方法内的局部变量是否是线程安全？

   • 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，他就是线程安全的
   • 如果局部变量引用了对象，并逃离方法的作用范围
   • 

五. 栈内存溢出

1. 栈帧过多会导致栈内存溢出

2. 栈帧过大导致栈内存溢出

代码演示

/*
    演示栈内存溢出 StackOverflowError
    -Xss256k
 */
public class Demo2 {
    private static int count;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            method1();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println(count);
        }

    }
    private static void method1() {
        count++;
        method1();
    }
}

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3. json数据转换也会出现

注意：@JsonIgnore注解,假如把员工json化时，遇到部门属性直接略过不转该属性

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/*
    json 数据转换
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws JsonprocessingException {
        Dept d=new Dept();
        d.setName("鸡你太美");

        Emp e1=new Emp();
        e1.setName("菜徐琨");
        e1.setDept(d);

        Emp e2=new Emp();
        e2.setName("小黑子");
        e2.setDept(d);

        d.setEmps(Arrays.asList(e1, e2));
        
        ObjectMapper mapper=new ObjectMapper();
        System.out.println(mapper.writeValueAsString(d));
    }
}
class Emp{
    private String name;
    private Dept dept;

    public Emp() {
    }

    public Emp(String name, Dept dept) {
        this.name = name;
        this.dept = dept;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Dept getDept() {
        return dept;
    }

    public void setDept(Dept dept) {
        this.dept = dept;
    }
}

class Dept{
    private String name;
    private List<Emp> emps;

    public Dept() {
    }

    public Dept(String name, List<Emp> emps) {
        this.name = name;
        this.emps = emps;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public List<Emp> getEmps() {
        return emps;
    }

    public void setEmps(List<Emp> emps) {
        this.emps = emps;
    }
}

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六. 线程运行诊断

• 案例1：CPU占用过多

这里需要安装:

1. VMware Workstation Pro
2. Xshell 7(免费)
3. SecureCRT.exe
   

1. 定位
   

2. 用top定位哪个进程对cpu的占用过高
   

3. ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 进程id （用ps命令进一步定位是哪个线程引起的cpu占用过高）
   

4. jstack 进程id
   可以根据线程id 找到有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行号
   

   • 所以java:8，在源程序第8行出现问题
     

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
//        Thread​(ThreadGroup group, Runnable target, String name) 分配一个新的 Thread对象，使其具有 target作为其运行对象，具有指定的 name作为其名称，属于 group引用的线程组。
        new Thread(null,()->{
            System.out.println("1...");
            while(true) {

            }},"菜徐琨01").start();

        new Thread(null,()->{
            System.out.println("2...");
            try {
                Thread.sleep(1000000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        },"菜徐琨02").start();

        new Thread(null,()->{
            System.out.println("3...");
            try {
                Thread.sleep(1000000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            },"菜徐琨03").start();
    }
}
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• 案例2：程序运行很长时间没有结果

1. 输入nohup 路径 &进行连接
   
2. jstack 进程id
   可以根据线程id 找到有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行号
   
   • 原因:
     

class A extends Thread {
}

class B extends Thread {
}

public class Demo3 {
    static A a = new A();
    static B b = new B();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(() -> {
            synchronized (a) {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (b) {
                    System.out.println("我获得了a和b");
                }
            }
        }).start();
        Thread.sleep(1000);
        new Thread(() -> {
            synchronized (b) {
                synchronized (a) {
                    System.out.println("我获得了a和b");
                }
            }
        }).start();
    }

}

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