2.4.1 局部變量表

局部變量表是棧幀的重要組成部分之一。它用于保存函數(shù)的參數(shù)及局部變量。局部變量表中的變量只在當(dāng)前函數(shù)調(diào)用中有效，當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，函數(shù)棧幀銷(xiāo)毀，局部變量表也會(huì)隨之銷(xiāo)毀。

由于局部變量表在棧幀之中，因此，如果函數(shù)的參數(shù)和局部變量較多，會(huì)使局部變量表膨脹，從而每一次函數(shù)調(diào)用就會(huì)占用更多的棧空間，最終導(dǎo)致函數(shù)的嵌套調(diào)用次數(shù)減少。

【示例2-4】下面的代碼演示了這種情況，第1個(gè)recursion()函數(shù)含有3個(gè)參數(shù)和10個(gè)局部變量，因此，其局部變量表含有13個(gè)變量。而第2個(gè)recursion()函數(shù)不含有任何參數(shù)和局部變量。當(dāng)這兩個(gè)函數(shù)被嵌套調(diào)用時(shí)，第2個(gè)recursion()函數(shù)可以擁有更深的調(diào)用層次。

使用參數(shù)-Xss128K執(zhí)行上述代碼中的第1個(gè)recursion()函數(shù)，輸出結(jié)果如下：

使用參數(shù)-Xss128K執(zhí)行上述代碼中的第2個(gè)recursion()函數(shù)，輸出結(jié)果如下：

可以看到，在相同的棧容量下，局部變量少的函數(shù)可以支持更深層次的函數(shù)調(diào)用。

使用jclasslib工具可以進(jìn)一步查看函數(shù)的局部變量信息。圖2.6顯示了第一個(gè)recursion()函數(shù)的最大局部變量表的大小為26字。因?yàn)樵摵瘮?shù)包含總共13個(gè)參數(shù)和局部變量，且都為long類型，long類型和double類型在局部變量表中需要占用2字，其他如int、short、byte、對(duì)象引用等占用1字。

說(shuō)明：字（Word）指的是計(jì)算機(jī)內(nèi)存中占據(jù)一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)存單元編號(hào)的一組二進(jìn)制串。一般32位計(jì)算機(jī)上一個(gè)字為4個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度。

圖2.7顯示了在Class文件中的局部變量表的內(nèi)容（這里說(shuō)的局部變量表和上述的局部變量表不同，這里指Class文件的一個(gè)屬性，而上述局部變量表指Java棧空間的一部分）。

可以看到，在Class文件的局部變量表中，顯示了每個(gè)局部變量的作用域范圍、所在槽位的索引（index列）、變量名（name列）和數(shù)據(jù)類型（J表示long型）。

棧幀中的局部變量表中的槽位是可以重用的，如果局部變量a超過(guò)了其作用域，那么在其作用域之后聲明的新的局部變量就很有可能會(huì)復(fù)用局部變量a的槽位，從而達(dá)到節(jié)省資源的目的。

【示例2-5】下面的代碼顯示了局部變量表槽位的復(fù)用。在localvar1（）函數(shù)中，局部變量a和b都作用到了函數(shù)末尾，故b無(wú)法復(fù)用a所在的位置。而在localvar2（）函數(shù)中，局部變量a在第10行時(shí)不再有效，故局部變量b可以復(fù)用a的槽位（1個(gè)字）。

圖2.8顯示了localvar1（）的局部變量信息，該函數(shù)最大局部變量大小為3字，第0個(gè)槽位為函數(shù)的this引用（實(shí)例方法的第一個(gè)局部變量都是this引用），第1個(gè)槽位為變量a，第2個(gè)槽位為變量b，每個(gè)變量占1字，合計(jì)3字。

圖2.9顯示了localvar2（）的局部變量信息，該函數(shù)的最大局部變量表為2字，雖然和localvar1（）一樣，擁有this、a、b等3個(gè)局部變量，但b復(fù)用了a的槽位（從它們都占用了第1個(gè)槽位可以知道這點(diǎn)）。因此，在函數(shù)執(zhí)行中，同時(shí)存在的最大局部變量為2字。

局部變量表中的變量也是重要的垃圾回收根節(jié)點(diǎn)，被局部變量表中直接或間接引用的對(duì)象都是不會(huì)被回收的。因此，理解局部變量表對(duì)理解垃圾回收也有一定的幫助。

【示例2-6】下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，展示局部變量對(duì)垃圾回收的影響。

上述代碼中，每一個(gè)localvarGcN()函數(shù)都分配了一塊6MB的堆空間，并使用局部變量引用這塊空間。

在localvarGc1()中，在申請(qǐng)空間后，立即進(jìn)行垃圾回收，很明顯，由于byte數(shù)組被變量a引用，因此無(wú)法回收這塊空間。

在localvarGc2()中，在垃圾回收前，先將變量a置為null，使byte數(shù)組失去強(qiáng)引用，故垃圾回收可以順利回收byte數(shù)組。

對(duì)于localvarGc3()，在進(jìn)行垃圾回收前，先使局部變量a失效，雖然變量a已經(jīng)離開(kāi)了作用域，但是變量a依然存在于局部變量表中，并且也指向這塊byte數(shù)組，故byte數(shù)組依然無(wú)法被回收。

對(duì)于localvarGc4()，在垃圾回收之前，不僅使變量a失效，更是聲明了變量c，使變量c復(fù)用了變量a的字，由于變量a此時(shí)被銷(xiāo)毀，故垃圾回收器可以順利回收byte數(shù)組。

對(duì)于localvarGc5()，它首先調(diào)用了localvarGc1()，很明顯，在localvarGc1()中并沒(méi)有釋放byte數(shù)組，但在localvarGc1()返回后，它的棧幀被銷(xiāo)毀，自然也包含了棧幀中的所有局部變量，故byte數(shù)組失去引用，在localvarGc5()的垃圾回收中被回收。

讀者可以使用參數(shù)-XX:+PrintGC執(zhí)行上述幾個(gè)函數(shù)，在輸出的日志中，可以看到垃圾回收前后堆的大小，進(jìn)而推斷byte數(shù)組是否被回收。下面的輸出是函數(shù)localvarGc4()的運(yùn)行結(jié)果：

從日志中可以看到，堆空間從回收前的6746KB變?yōu)榛厥蘸蟮?76KB，釋放了約6MB空間。進(jìn)而可以推斷，byte數(shù)組已被回收釋放。