java当堆栈弹出时内存会发生什么变化？

Question

我有一个函数

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

因此x可能存储在地址0x9FFF处

当函数返回时，该地址的内存发生了什么变化？它还在吗？也就是说，值是否仍然72？还是完全无效

Answer 1

我不是随便看规范，但我猜这在技术上是没有定义的

<>我实际上在C++中尝试过类似的东西，实际上是^ {CD1>}（或者我在函数调用之前放的任何东西）如果我没有记错的话，所以机器实际上没有经过并写入^ {CD2>}到那个位置或某物。

其中一些也是实现细节。我也用MIPS汇编语言实现了它（如果我能找到它，我将包括一个代码示例）。基本上，当我需要寄存器时，我只需按我需要的本地变量的多少来“增长”堆栈，存储我需要的寄存器中的当前值（以便以后恢复它们），然后重新使用寄存器。如果这是实现，那么该值实际上可以包含调用者中的局部变量的值。不过，我不认为Java正是这么做的

TL；DR这是一个实现细节，但在C语言中，至少在实际需要之前，它不会覆盖内存中的值。Java更难预测

Answer 2

Java中的基元类型放在堆栈上（放在frame的局部变量数组中）。每次调用方法时都会创建一个新框架：

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

当框架的方法调用完成时，框架将被销毁。此时，所有局部变量和部分结果可能仍驻留在堆栈上，但它们已被放弃，不再可用

Answer 3

Java编程语言和Java虚拟机都没有定义在弹出堆栈帧之后堆栈帧的内存会发生什么。这是一个低级实现细节，被高级抽象所掩盖。事实上，Java语言和JVM字节码在设计上使得从堆栈中检索已经删除的值变得不可能（与C/C++不同）

然而，在实践中，Java中的堆栈帧的行为与C中的堆栈帧类似。增加堆栈会使其指针（通常向下）跳动，并分配空间来存储变量。收缩堆栈通常会使指针向上移动，只会让内存中的旧值腐烂，而不会覆盖它们。如果您对JVM的堆栈内存区域具有低级访问权限，那么这就是您应该看到的行为

请注意，在Java中不可能像C那样尝试读取未初始化的堆栈变量：

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);
    }
}

JVM实现中可能存在其他堆栈行为。例如，当弹出帧时，可以将4 KiB虚拟内存页取消映射回操作系统，这将实际擦除旧值。同样在机器架构（如Mill）上，堆栈内存也得到了特殊处理，因此增加堆栈总是会返回一个填充了零字节的区域，这节省了实际从内存加载旧值的工作

Answer 4

在C中，它是未定义的行为

在实践中，如果您尝试以下方法：

 int *ptr;

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

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

然后，在大多数C实现中，foo()很可能会打印72。这是因为尽管ptr引用的地址可以重新分配，但它不太可能被重新分配，并且没有任何内容覆盖该内存。程序继续运行的时间越长，初始化更多的局部变量，并调用malloc()，该内存地址被重用的可能性就越大，值也会发生变化

然而，C规范中并没有规定必须这样做——一个实现一旦超出范围，就可能将该地址归零，或者在您试图读取它时使运行时恐慌，或者，嗯，任何事情——这就是“未定义”的意思

作为一名程序员，你应该注意避免这样做。很多时候，它会引起的错误会很明显，但有些时候你会引起间歇性的错误，它们是最难追踪到的

在Java中，虽然内存在超出范围后仍可能包含72，但实际上无法访问它，因此它不会影响程序员。在Java中访问它的唯一方法是对它进行“官方”引用，在这种情况下，它不会被标记为垃圾收集，也不会真正超出范围