栈

函数调用方和函数本身就如何传递参数、如何返回结果、如何跳转指令等问题，使用内存来存放这些数据，并且就如何存放和使用这些数据达成一个一致的协议或约定。

这个约定在各种计算机系统中都是类似的，存放这些数据的内存有一个相同的名字，叫栈。

​

栈是一块内存，顺序是先进后出，类似于一个书堆，越晚放上的书越先拿走。

栈的最下面称为栈底，最上面成为栈顶。

往栈底放数据，称为入栈；往栈顶取数据，成为出栈。

栈一般是从高位地址向低位地址扩展，所以栈底的内存地址是最高的，栈顶的内存地址是最低的。

​

计算机系统主要使用栈来存放函数调用过程中需要的数据，包括参数、返回地址，函数内定义的局部变量也放在栈中。

​

public class Sum {
    public static int sum(int a,int b) {
        int c = a + b;
        return c;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int d = Sum.sum(1,2);
        System.out.println(d);
    }
}

上面的代码，概念上：main函数调用了sum函数，计算1+2，然后输出计算结果。

从栈的角度：

(1)当程序在main函数调用Sum.sum函数之前，栈的情况如下表格

地址	内容	函数
0x7FF4
0x7FF8
0x7FFC	d	main
0x8000	args	main

栈主要存放了两个变量args(从控制台接收到的参数)和d。

(2)在程序执行到Sum.sum的函数内部，准备return c之前，栈的情况如下表格。

地址	内容	函数
0x7FEC	3(c)	sum
0x7FF0	栈中保存的返回地址	sum
0x7FF4	2(b)	sum
0x7FF8	1(a)	sum
0x7FFC	d	main
0x8000	args	main

main函数调用Sum.sum时，首先将参数1和2入栈，然后将返回地址入栈，接着跳转到sum函数，在sum函数内部，为局部变量c分配一个空间，而参数变量a和b则直接对应于入栈的数据1和2。在返回之前，返回值3保存到了专门的返回值存储器中。

(3)调用return后，程序会跳转到栈中保存的返回地址，sum函数相关的数据会出战，从而又变回(1)中的状态。

地址	内容	函数
0x7FF4
0x7FF8
0x7FFC	d	main
0x8000	args	main

(4)main的下一条指令是根据函数返回值给变量d赋值，返回值从专门的返回值存储器中获得。

​

​

函数中的基本数据类型参数和函数内定义的基本数据类型变量，都分配在栈中。这些变量只有在函数被调用的时候才分配，而且在调用结束后就被释放了。

而数组和对象类型，它们都有两块内存，一块存放实际的内容，一块存放实际内容的地址。实际的内容一般不是分配在栈上的，而是分配在堆中，但存放地址的空间是分配在栈上的。

public class ArrayMax {
    public static int max(int min,int[] arr) {
        int max = min;
        for(int a : arr) {
            if(a > max) {
                max = a;
            }
        }
        return max;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{2,3,4};
        int ret = max(0,arr);
        System.out.println(ret);
    }
}

上面的代码，概念上：main函数新建一个数组int[]{2,3,4}，然后调用函数max计算0和数组中元素的最大值，最后打印输出最大值。

从栈的角度：

栈-地址	栈-内容	函数	堆-地址	堆-内容
0x7FE8	max(4)	max	0x1000	2
0x7EFC	栈中保存的返回地址	max	0x1004	3
0x7FF0	0x1000(arr)	max	0x1008	4
0x7FF4	0(min)	max
0x7FF8	ret	main
0x7FFC	0x1000(arr)	main
0x8000	args	main

对于数组arr，在栈中存放的是实际内容的地址0x1000，存放地址的栈空间会随着入栈分配，出栈释放。

存放实际内容的堆空间，在函数结束、栈空间没有变量指向它的时候，java系统会自动进行垃圾回收，从而释放这块空间。

​

栈的空间不是无限的。栈空间过深，系统就会抛出错误——java.lang.StackOverflowError，即栈溢出错误。