彈出堆棧時內存會怎樣？

Question

我有一個功能

public void f() {
    int x = 72;
    return;
}

因此x可能存儲在地址0x9FFF 。

函數返回后，該地址處的存儲器將如何處理？ 還在嗎？ 即該值仍然是72 ？ 還是完全無效？

Answer 1

彈出框架后，Java編程語言和Java虛擬機均未定義堆棧框架的內存發生了什么。 這是一個較低層的實現細節，被較高層的抽象所掩蓋。 實際上，Java語言和JVM字節碼使設計無法從堆棧中檢索已刪除的值（與C / C ++不同）。

但是實際上，Java中的堆棧框架的行為類似於C中的堆棧框架。不斷增長的堆棧將碰撞其指針（通常朝下）並分配空間來存儲變量。 縮小堆棧通常會向上移動指針，並簡單地將舊值保留在內存中以使其腐爛而不覆蓋它們。 如果您具有對JVM的堆棧內存區域的低級訪問權限，這是您應該期望看到的行為。

請注意，在Java中不可能像C這樣的技巧嘗試讀取未初始化的堆棧變量：

static boolean firstTime = true;

public void f() {
    int x;
    if (firstTime) {
        x = 72;
        firstTime = false;
    } else {
        // Compile error: Variable 'x' may not have been initialized
        System.out.println(x);
    }
}

在JVM實現中，其他堆棧行為也是可能的。 例如，當彈出框架時，可以將4 KiB虛擬內存頁面取消映射回操作系統，這實際上將擦除舊值。 同樣在機器架構（例如Mill）上 ，對堆棧存儲器也進行了特殊處理，從而使堆棧不斷增長將始終返回一個填充有零字節的區域，從而節省了從內存實際加載舊值的工作。

Answer 2

在C語言中，這是未定義的行為 。

在實踐中，如果您嘗試以下操作：

 int *ptr;

 void foo() {
    bar();
    printf("%d", *ptr);
 }

 void bar() {
     int x = 72;
     ptr = &x;
 }

然后，很可能是在C大多數實現， foo()將打印72 。 這是因為盡管ptr引用的地址可用於重新分配，但它尚未被重新分配，也沒有任何東西可以覆蓋該內存。 程序繼續運行的時間越長，初始化更多的局部變量並調用malloc() ，則該內存地址被重用的可能性就越大，並且該值將發生變化。

但是，C規范中沒有任何內容說明必須是這種情況-實現可以在范圍超出范圍時立即將該地址清零，或者在嘗試讀取它時使運行時出現恐慌，或者好吧，這就是“未定義”是什么意思。

作為程序員，您應注意避免這樣做。 很多時候，它會引起的錯誤會很刺眼，但是在某些時候，您會導致間歇性的錯誤，這是最難追蹤的錯誤。

在Java中，雖然超出范圍的內存可能仍包含72 ，但實際上無法訪問它，因此不會影響程序員。 在Java中訪問它的唯一方法是對它進行“正式”引用，在這種情況下，它不會被標記為垃圾回收，並且也不會超出范圍。

Answer 3

Java中的原始類型放在堆棧中（放入frame的局部變量數組中）。 每次調用方法時都會創建一個新框架：

public void foo() {
    int x = 72; // 'x' will be stored in the array of local variables of the frame
}

當框架的方法調用完成時，該框架將被銷毀。 此時，所有局部變量和部分結果可能仍駐留在堆棧中，但是它們已被放棄並且不再可用。

Answer 4

我不是在看副書，但我猜這在技術上沒有定義。

實際上，我曾經在C ++中嘗試過一次類似的事情，但如果我沒記錯的話，實際上是72 （或在函數調用返回之前放置的任何東西），因此機器實際上並沒有經過寫0到該位置或的東西。

其中一些也是實現細節。 我也用MIPS匯編語言實現了它（如果可以理解的話，我將包括一個代碼示例）。 基本上，當我需要寄存器時，我只是通過所需的許多局部變量來“增加”堆棧，將所需的當前值存儲在所需的寄存器中（以便以后可以恢復它們），然后重新使用寄存器。 如果是這樣的實現，則該值實際上可以包含調用方中的局部變量的值。 不過，我認為這並不是Java所做的。

TL; DR這是一個實現細節，但是至少在C語言中，直到真正需要它時，它才會覆蓋內存中的值。 Java很難預測。