在Java中，哪些对象被放在堆栈上，哪些被放在堆上？

Question

对于 Java 函数中的语句：

Xxx xxx = new Xxx() {
    public Abc abc(final Writer out) {
        return new SomeFunction(out) {
            boolean isDone = false;
            public void start(final String name) {
                /* blah blah blah */
            }
        };
    }
};

哪些变量（包括函数）会被放到堆上，哪些会被放到栈上？

我提这个问题是因为JVM出现了分段错误：

kernel: java[14209]: segfault at 00002aab04685ff8 rip 00002aaab308e4d0 rsp 00002aab04685ff0 error 6

00002aab04685ff8和00002aab04685ff0非常接近，看起来堆栈增长得太快了。我试图调查代码的这一部分，并怀疑在多次调用此函数时是否是问题的原因。如果堆栈被堆上某些变量引用，那么它可能不会清除吗？

- Harold Chan

Answer 1

关于一个特定对象是否放在堆上的问题有点复杂。

一般来说，在Java中，所有对象都分配在堆上，因为方法可能返回或存储指向该对象的指针。如果对象被放在堆栈上，那么下次堆栈帧被放置时，它将被覆盖。

然而，HotSpot JIT编译器会进行称为逃逸分析的操作。该分析通过查看方法的代码来找出对象是否“逃逸”了该方法的范围。如果对象不逃逸，则编译器可以安全地将其分配到堆栈上。

维基百科提供有关Java中的逃逸分析的更多信息，还涉及多线程和锁定。

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关于堆栈溢出：调用栈上的堆栈帧在方法完成后总是被移除。实际上，甚至没有必要明确地将其删除。下一个框架将覆盖先前存在的内容。

此外，尽管在其他语言（如C）中可能会通过将非常大的对象放在堆栈上来导致堆栈溢出，但我不认为这种情况会在Java中发生。我期望Sun（Oracle）的工程师足够聪明，不会使VM存储堆栈上的巨大对象。

因此，堆栈溢出的唯一可能性是有太多嵌套的方法调用。由于堆栈空间足以处理任何“正常”的方法调用嵌套，因此堆栈溢出通常表示代码中存在无限（或非常大的）递归。

- rolve

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有许多原因更愿意将对象放在堆栈中：首先，堆栈更有可能在缓存中，为局部变量提供缓存本地性。其次，堆上的对象越少，垃圾回收器就越不忙碌。第三，堆栈上的对象保证只能由单个线程访问，因此无需锁定它们。 - rolve

@Harold：首先，在Java中你不应该看到段错误。这可能是JVM的一个bug。所以，我不认为你的代码是问题的原因。或者换句话说：你的代码可能是问题的原因，但这不是你的错... - rolve

@rolve 很好的总结。我想补充一点，编译是在后台线程中完成的，因此其影响相对较小。不幸的是，逃逸分析非常复杂，并且很少（根据我的经验）能够消除HotSpot编译器中甚至微不足道的对象。我看到过可变参数数组被删除，但没有看到其他的。JRockit JVM应该更好，但我自己没有看到过。 - Peter Lawrey

好的，请将需要翻译的内容提供给我。 - Peter Lawrey

@rolve 我已经问了几位工程师为什么会这样，他们的回答是“很复杂”。我曾考虑过编写一个可以为您进行优化的工具，但最终决定这也有点复杂。 ;) - Peter Lawrey

Answer 2

name、isDone、out、ABC和指向匿名函数someFunction的“指针”都将在堆栈上；其余部分存储在堆中。

- blackcoffeerider

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如果能多写一点散文就更好了——原帖作者无法从这个答案中学到任何东西。 - Romain

如果该函数被多次调用，是否会发生堆栈溢出，因为其中一些被堆中的对象引用？ - Harold Chan

@Harold，这是一个完全不同的问题。堆栈溢出仅与堆栈上的对象有关。你可以阅读这篇文章。 - UmNyobe

name 是一个字符串对象。writer 也是一个对象。你确定它们在堆栈上吗？ - paxdiablo

@UmNyobe，正如blackcoffeerider所说，由于一些函数被放在堆栈上，运行多次会导致堆栈溢出问题吗？ - Harold Chan