Java（JVM）如何为每个线程分配堆栈

Java应用程序启动时，所有线程都有一个堆。 每个线程都有自己的堆栈。

启动Java应用程序时，我们使用JVM选项-Xms和-Xmx来控制堆的大小，使用-Xss来控制堆栈大小。

我的理解是，正在创建的堆成为JVM的“托管”内存，所有正在创建的对象都放在那里。

但堆栈创建如何工作？ Java是否在创建每个线程时为其创建堆栈？ 如果是这样，堆栈在内存上的确切位置？ 它肯定不在“托管”堆中。

JVM是否从本机内存创建堆栈，还是为堆栈预先分配了一部分托管内存区域？ 如果是这样，JVM如何知道如何创建线程？

Answer 1

Java规范告诉我们有关于线程堆栈的一些事情。 除其他事项外：

• 每个Java虚拟机线程都有一个私有Java虚拟机堆栈，与线程同时创建。

• 由于除了推送和弹出帧之外，永远不会直接操作Java虚拟机堆栈，因此可以对堆进行堆分配。 Java虚拟机堆栈的内存不需要是连续的。

• 规范允许Java虚拟机堆栈具有固定大小或者根据计算的需要动态扩展和收缩。

现在，如果我们专注于像HotSpot这样的JVM实现，我们可以获得更多信息。 以下是我从不同来源收集的一些事实：

• HotSpot中线程的最小堆栈大小似乎是固定的。 这就是前面提到的-Xss选项。 （资源）

在Java SE 6中，Sparc的默认值在32位VM中为512k，在64位VM中为1024k。 …您可以通过使用-Xss选项运行来减少堆栈大小。 … 64k是每个线程允许的最小堆栈空间量。

• JRockit分配与堆栈所在的堆分开的内存。 （资源）

请注意，JVM使用的内存多于堆。 例如，Java方法，线程堆栈和本机句柄分配在与堆不同的内存中，以及JVM内部数据结构中。

• Java线程与HotSpot中的本机OS线程之间存在直接映射。 （来源） 。

• 但HotSpot中的Java线程堆栈是软件管理的，它不是OS本机线程堆栈。 （资源）

它使用单独的软件堆栈来传递Java参数，而本机C堆栈则由VM本身使用。 许多JVM内部变量（例如程序计数器或Java线程的堆栈指针）都存储在C变量中，这些变量不能保证始终保存在硬件寄存器中。 这些软件解释器结构的管理消耗了相当大的总执行时间份额。

• JVM还为本机方法和JVM运行时调用（例如类加载）使用相同的Java线程堆栈。 （来源） 。

• 有趣的是，即使分配的对象有时也可能位于堆栈上而不是堆上，作为性能优化。 （资源）

JVM可以使用一种称为转义分析的技术，通过该技术，它们可以告诉某些对象在其整个生命周期内仍然局限于单个线程，并且该生命周期受给定堆栈帧的生命周期的限制。 可以在堆栈而不是堆上安全地分配这些对象。

而且因为一张图片胜过千言万语，这里有一张来自詹姆斯布鲁姆的照片

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现在回答你的一些问题：

JVM如何知道如何创建线程？

它没有。 通过创建可变数量的线程可以很容易地通过矛盾来certificate。 它确实对每个线程的最大线程数和堆栈大小做了一些假设。 这就是为什么如果分配太multithreading，你可能会耗尽内存（不是指堆内存！）。

Java是否在创建每个线程时为其创建堆栈？

如前所述， 每个Java虚拟机线程都有一个私有Java虚拟机堆栈，与线程同时创建。 （来源） 。

如果是这样，堆栈在内存上的确切位置？ 它肯定不在“托管”堆中。

如上所述，从技术上讲， Java规范允许堆栈存储器存储在堆上。 但至少JRockit JVM使用不同的内存部分。

JVM是否从本机内存创建堆栈，还是为堆栈预先分配了一部分托管内存区域？

堆栈是JVM管理的，因为Java规范规定了它必须如何表现： Java虚拟机堆栈存储帧（第2.6节）。 Java虚拟机堆栈类似于传统语言的堆栈 。 一个例外是用于native方法的Native Method堆栈。 在规范中再次提到这一点。

Answer 2

JVM使用的内存多于堆。 例如，Java方法，线程堆栈和本机句柄分配在与堆不同的内存中，以及JVM内部数据结构中。

进一步阅读 。

所以回答你的问题：

Java是否在创建每个线程时为其创建堆栈？

是。

如果是这样，堆栈在内存上的确切位置？

在JVM中分配内存，但不在堆上。

如果是这样，JVM如何知道如何创建线程？

它没有。

您可以创建任意数量的内容，直到最大化JVM内存并获得

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

编辑：

以上所有内容都指的是Jrockit JVM，虽然我发现很难相信其他JVM在这些基本问题上会有所不同。