Java中方法执行过程中内存的变化

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前言

  想要真正掌握Java，内存分析是必要的，一旦掌握内存的分配，在程序没有运行之前我们就可以很精准的预测到程序的执行结果。这篇文章要讲解的是程序的内存，例如：代码片段被存储在什么位置？方法调用的时候，在哪开辟内存空间等等。

一、JVM内存结构

下图是JVM标准内存结构图。
  目前，我们只关注**“栈”和“方法区”。
  Java程序开始执行的时候先通过类加载器子系统找到硬盘上的字节码（.class文件），然后将其加载到JVM的方法区当中，开始调用main方法，main方法被调用的瞬间，会给main方法在“栈”内存中分配所属的活动空间，此时发生压栈动作，main方法的活动空间处于栈底。
  由于栈的特点是先进后出**，所以最先调用的方法（最先压栈）一定是最后结束的（最后弹栈）。所以main方法最先被调用，那么它一定是最后一个结束的。换句话说，main方法结束了，程序也就结束了。

二、分析程序的内存变化

public class MethodTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        System.out.println("main begin");
        m1();
        System.out.println("main over");
    }
    public static void m1(){
    
    
        System.out.println("m1 begin");
        m2();
        System.out.println("m1 over");
    }
    public static void m2(){
    
    
        System.out.println("m2 begin");
        System.out.println("m2 over");
    }
}

运行结果如下：

  我们来分析一下该段代码的内存变化，如下图所示：

采用文字描述如下：

1. 类加载器将class文件加载到方法区
2. 开始调用main方法，在栈内存中给main方法分配空间，开始执行main方法，输出“main begin”
3. 调用m1（）方法，在栈内存中给m1（）方法分配空间，此时m1（）方法处于栈顶，具有活跃权，输出“m1 begin”
4. 调用m2（）方法，在栈内存中给m2（）方法分配空间，此时m2（）方法处于栈顶，具有活跃权，输出“m2 begin”，继续输出“m2 over”
5. m2（）方法执行结束，内存释放，弹栈
6. m1（）方法这时处于栈顶，具备活跃权，输出“m1 over”
7. m1（）方法执行结束，内存释放，弹栈
8. main（）方法处于栈顶，具备活跃权，输出“main over”
9. main（）方法执行结束，内存释放，弹栈
10. 栈空，程序结束

总结

  方法体中代码的执行是有顺序的，必须遵循自上而下的顺序依次逐行执行，也就是说当前行代码必须执行结束，下一行代码才能执行，不能跳跃执行。那么，我们再结合栈的数据结构一起联系起来思考，采用栈数据结构的原因就很清晰了，只有采用这种先进后出的栈的数据结构才能保证代码的执行顺序。