Java（JVM）如何爲每個線程分配堆棧

Question

Java應用程序爲所有線程啓動一個堆。每個線程都有自己的堆棧。

當Java應用程序啓動時，我們使用JVM選項-Xms和-Xmx來控制堆的大小，並使用-Xss來控制堆棧大小。

我的理解是，被創建的堆成爲JVM的「託管」內存，並且所有正在創建的對象都被放置在那裏。

但是，堆棧創建如何工作？ Java是否在創建每個線程時創建一個堆棧？如果是這樣，堆棧在內存中的位置？它當然不在「被管理」的堆中。

JVM是從本地內存創建堆棧還是預先爲堆棧預分配一部分管理內存區域？如果是這樣，JVM如何知道如何創建線程？

Answer 1

JVM使用的內存不僅僅是堆。例如Java方法， 線程堆棧和本地句柄被分配在獨立於 堆的內存中，以及JVM內部數據結構。

Further reading。

因此，要回答你的問題：

不Java中創建爲每個線程堆棧被創建的時候嗎？

是的。

如果是這樣，堆棧在內存中的位置？

在JVM分配的內存中，但不在堆上。

如果是這樣，JVM如何知道如何創建線程？

它沒有。

您可以創建多達你想，直到你已經刷爆你的JVM內存並獲得

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread 

編輯：

上述所有指 JVM，但我發現很難相信其他JVM在這些基本問題上會有所不同。

Answer 2

有關Java specification告訴我們的線程堆棧有幾件事情。其中包括：

• 每個Java虛擬機線程都有一個私有Java虛擬機堆棧，與該線程同時創建。

• 由於Java虛擬機堆棧從來沒有被直接操作，除了推送和彈出幀之外，幀可能是堆分配的。 Java虛擬機堆棧的內存不需要是連續的。

• 規範允許Java虛擬機堆棧要麼具有固定的大小，要麼根據計算的需要動態擴展和收縮。

現在，如果我們關注諸如HotSpot等JVM實現，我們可以獲得更多信息。以下是我從不同來源收集到的一些事實：

• HotSpot中線程的最小堆棧大小似乎是固定的。這就是前面提到的-Xss選項。 (Source)

在Java SE 6，在Sparc默認爲512K在32位VM，並且在1024K 64位VM。 ...您可以通過使用-Xss選項運行來減少堆棧大小。 ... 64k是每個線程允許的最小堆棧空間量。

• JRockit從堆棧所在的堆中分配內存。 (Source)

注意，JVM使用更多的內存比剛堆。例如，Java方法，線程堆棧和本地句柄分配在獨立於堆的內存中，以及JVM內部數據結構中。

• 有Java線程和熱點區域的原生操作系統線程之間的直接映射。 (Source)。

• 但HotSpot中的Java線程堆棧是軟件管理的，它不是OS本地線程堆棧。 (Source)

它使用單獨的軟件堆棧來傳遞Java參數，而本地C堆棧用於由虛擬機本身。許多JVM內部變量（如程序計數器或Java線程的堆棧指針）都存儲在C變量中，這些變量不保證始終保存在硬件寄存器中。這些軟件解釋器結構的管理佔總執行時間的相當大的份額。

• JVM還利用用於本機方法和JVM運行時調用（例如類加載）相同的Java線程堆棧。 (Source)。有趣的是，即使分配的對象有時也可能位於堆棧上而不是堆上作爲性能優化。(Source)

JVM可以使用一種稱爲逃逸分析技術，通過它們可以告訴某些對象保持侷限於其整個壽命單個線程，而且壽命由給定疊層的壽命爲界幀。這些對象可以安全地分配到堆棧而不是堆上。

而且因爲圖像是勝過千言萬語，這裏是從James Bloom

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一個現在回答大家的一些問題：

如何JVM知道如何可能線程會被創建？

它沒有。通過創建可變數量的線程可以很容易地通過矛盾來證明。它確實對線程的最大數量和每個線程的堆棧大小做了一些假設。這就是爲什麼如果分配過多的線程，你可能會耗盡內存（而不是堆內存！）。

Java是否在創建每個線程時創建一個堆棧？

如前所述，每個Java虛擬機線程都有一個私有Java虛擬機堆棧，與該線程同時創建。(Source)。

如果是這樣，堆棧在內存中的位置？它當然不在「被管理」的堆中。

如上所述，從技術上講，Java specification允許堆棧內存存儲在堆上。但至少JRockit JVM使用不同的內存部分。

JVM是從本地內存創建堆棧還是預先爲堆棧預分配一部分管理內存區域？

棧是JVM管理，因爲Java規範prescribes如何必須表現：Java虛擬機堆棧存儲幀（§2.6）。 Java虛擬機堆棧類似於傳統語言堆棧。用於native方法的本機方法堆棧有一個例外。更多關於這個在the specification。