图解JVM字节码执行引擎之栈帧结构

一、执行引擎

     “虚拟机”的概念是相对于“物理机”而言的，这两种“机器”都有执行代码的能力。物理机的执行引擎是直接建立在硬件处理器、物理寄存器、指令集和操作系统层面的；而“虚拟机”的执行引擎是自己实现的，因此可以自定义指令集和执行引擎的结构体系，而且可以执行那些不能被硬件直接支持的指令。

     在不同的“虚拟机”实现里面，执行引擎在执行JAVA代码的时候有两种方式：解析实行（通过解释器执行）和编译执行（通过即时编译器编译成本地代码执行）。

二、运行时数据结构

栈帧

      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，他是虚拟机运行时数据区的虚拟机栈的栈元素。栈帧存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态链接和方法的返回地址等信息。每一个方法从调用开始直至执行完成的过程，都对应的一个栈帧在虚拟机栈里入栈和出栈的过程。

      在编译程序代码的时候，栈帧中需要多大的局部变量表，多深的操作数栈都已经完全确定了，并且写入到方法表的Code属性中，因此一个栈帧需要多大的内存，不会受到程序运行期变量数据的影响。

     一个线程的方法调用链可能会很长，很多方法会同时处于执行状态。对于执行引擎来说，在当前活动的线程中，只有位于栈顶的栈帧才是有效的，成为当前栈帧，与这个栈帧相关联的方法成为当前方法。

     典型的栈帧概念模型如下图所示：