JVM-运行时数据区之本地方法栈

1.结构图

在说本地方法栈之前先要了解一下本地方法接口

2.本地方法接口介绍

简单地讲，一个Native Method(本地方法)是一个Java调用非Java代码的接囗，该方法的实现并非是Java语言实现的，而是调用的别的语言所实现的，例如C语言。这个特征并非Java所特有，很多其它的编程语言都有这一机制，比如在C++中，你可以用extern “C” 告知C++编译器去调用一个C的函数。

因此当我们在定义一个native method时，不需要去提供实现体，毕竟其实现体是由非java语言在外面所实现的。

它的设计目的是为了融合不同的编程语言为Java所用，最初是为了融合C/C++程序。

2.1 使用Native Method的目的

有些层次的任务用Java实现起来不容易，又或者我们想要提高程序的效率，这时就需要用到本地方法接口。

2.1.1 与Java环境外进行交互

• 有时Java应用需要与Java外面的硬件环境交互，这是本地方法存在的主要原因。
• 你可以想想Java需要与一些底层系统，如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样一种交流机制：它为我们提供了一个非常简洁的接口，而且我们无需去了解Java应用之外的繁琐的细节。

2.2.2 与操作系统进行交互

• JVM支持着Java语言本身和运行时库，它是Java程序赖以生存的平台，它由一个解释器（解释字节码）和一些连接到本地代码的库组成。
• 然而不管怎样，它毕竟不是一个完整的系统，它经常依赖于底层系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。
• 通过使用本地方法，我们得以用Java实现了jre的与底层系统的交互，甚至JVM的一些部分就是用C写的。
• 如果我们要使用一些Java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时，我们也需要使用本地方法。

3.本地方法栈

3.1 本地方法栈介绍

本地方法栈（Native Method Statck）与虚拟机所发挥的作用是非常相似的，它们之间的的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法栈使用的语言，使用方式与数据库并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。

3.2 本地方法栈特点

• Java虚拟机栈用于管理Java方法的调用，而本地方法栈用于管理本地方法的调用。
• 本地方法栈，也是线程私有的。
• 允许被实现成固定或者是可动态扩展的内存大小（在内存溢出方面和虚拟机栈相同）
• 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量，Java虚拟机将会抛出一个stackoverflowError(栈溢出) 异常。
• 如果本地方法栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈，那么Java虚拟机将会抛出一个outofMemoryError(内存溢出)异常。
• 本地方法一般是使用C语言或C++语言实现的。
• 它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法，在Execution Engine 执行时加载本地方法库。

注意事项

　　1.当某个线程调用一个本地方法时，它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限。

　　　　1） 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区

　　　　2） 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器

　　　　3） 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存

　　2.并不是所有的JVM都支持本地方法。因为Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。

　　如果JVM产品不打算支持native方法，也可以无需实现本地方法栈。

　　3.在Hotspot JVM中，直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。