引言

呼叫一個方法就會將該方法（將方法的各種資訊封裝成棧幀）進行壓棧，方法結束就會出棧。而棧幀是支援方法呼叫和執行的基礎結構，是虛擬機器棧的元素，棧幀儲存了一個方法的區域性變量表，運算元棧，動態連線和方法返回地址資訊等其他資訊。在編譯時就已經確定好了區域性變量表的大小和運算元棧的大小。

區域性變量表

區域性變量表是用來存方法中的引數、變數，以slot為單位，this關鍵字是區域性變量表的第一個引數（索引為0），這是編譯時自動加上去的，this用於傳遞物件例項的引用。區域性變數中的slot是可以複用的，如果pc指標超出了slot的作用域，那麼這部分的slot則可以被其他變數使用。區域性變量表也會影響垃圾回收，當然GC Roots一部分的區域性變數仍然保持跟物件的關聯，那麼物件就不能被回收。

運算元棧

運算元棧也是一種先進後出的資料結構。運算元棧的最大深度在編譯時就已經確定了，在程式碼執行時運算元棧深度不會超過最大值。運算元棧就是用來存放運算元的，32位的資料佔運算元棧的容量為1,64位佔容量為2。例如a+b，那麼通過指令，會先將這兩個數壓棧，然後相加。在概念上運算元棧和區域性變量表是分開的，但在虛擬機器的實際實現中，有時會將兩個棧幀的運算元棧和區域性變量表共享記憶體。

動態連線

一部分方法的符號引用在執行期間轉化為直接引用，這一部分被稱為動態連線，棧幀中會儲存方法區中的所屬方法引用。

方法返回地址

一般方法返回地址儲存的是呼叫者呼叫該方法時的pc程式計數器值。如果正常退出，該值作為返回地址，如果因為異常退出，那麼返回地址根據異常處理器確定。方法的退出過程是將當前棧幀出棧，恢復上層方法的區域性變量表和運算元棧，如果有返回值就將返回值壓入呼叫者的棧中，調整pc計數器指向呼叫者方法後一條指令。

方法呼叫

方法的呼叫主要是確定被呼叫方法的版本。在類載入解析階段，有一部分方法呼叫的符號引用轉換成了直接引用，這些方法在程式開始之前就確定只有一個可呼叫的版本。這種方法呼叫叫做解析，主要包括靜態方法，私有方法，例項構造方法和父類方法，這兩種方法是不能被重寫的，所以在編譯時就被確定了，而且執行期不會被改變。這些方法都由invokestatic或invokespecial呼叫，都叫做非虛方法，除此之外還有一種是由final修飾的方法，雖然由invokevirtual呼叫，但是該方法無法被重寫，所以也是非虛方法。總之解析呼叫在類載入時，方法的版本就被確定了，符號引用轉換成了直接引用。
靜態分派：
上面說的是隻有一種方法版本，接下來說的是有多個方法版本，例如過載的方法，和重寫的方法，這時候就要進行方法分派。方法分派有靜態分派和動態分派。java是門面向物件的語言，多型是面向物件的其中一種特徵。多型跟方法分派是密不可分的，方法分派就是虛擬機器確定方法的呼叫版本，通俗就是確認呼叫哪個方法。靜態分派是在編譯期就確定了方法的呼叫版本,跟靜態分派有關的就是方法過載。變數有靜態型別，有實際型別。例如以下程式碼：Human是父類，Man是子類,那麼Human是man這個變數的靜態型別，Man是實際型別。

Human man = new Man();

如果一個相同的方法，引數型別不同就可以構成方法過載，那麼靜態分派是根據靜態型別來確認方法版本。例如下面這段虛擬碼：
類中有兩個方法，程式碼結果是呼叫第一個方法。

public void add(Human man){}
public void add(Man man){}
Human man = new Man();
方法呼叫：add(man);

動態分派：
動態分派跟方法重寫有關，動態分派的方法選擇是在執行時期確定，它會根據呼叫物件的實際型別去確認呼叫方法的版本。動態分派跟invokevirtual指令有關，該指令執行有以下步驟：
①找到棧頂第一個元素指向物件的實際型別，記作型別C；
②如果在型別C中找到與常量描述符和簡單名稱都相符的方法，並進行許可權校驗，如果通過則返回這個方法的直接引用，如果不通過則丟擲訪問非法異常。
③如果沒找到，則按照繼承關係從下往上依次對C的父類進行搜尋。
④如果沒找到，則丟擲java.lang.AbstractMethodError異常。

單分派和多分派

方法的接受者和方法的引數統稱為方法的宗量。單分派是基於一個宗量對方法進行選擇，多分派是基於多個宗量對方法進行選擇。java 是門靜態多分派，動態單分派的語言，靜態分派時根據方法的接收者和引數進行選擇，動態分派根據方法接收者進行選擇。

靜態型別語言和動態型別語言

java是一門靜態型別語言，靜態型別語言和動態型別語言的區別在於：動態型別語言的型別檢查是在執行期，而靜態型別語言的檢查是在編譯期，動態型別語言只有賦了值才有了型別。

基於棧的位元組碼解釋引擎

下面是大多數語言的編譯過程，從第一行到第三行的過程是一種完全編譯的編譯過程，就像c語言這種通過編譯最終形成可讓機器執行的可執行程式碼；從第一行到第二行這種，就像java這種語言，實現為一個半獨立的編譯器。java語言的編譯器將程式原始碼最終生成指令流，最後是由java虛擬機器進行執行。

java的指令流是基於棧的指令集架構。還有一套常用的指令集架構就是基於暫存器的指令集。基於棧的指令集架構可移植性強；基於暫存器的架構跟處理器有關，可移植性不強，但是速度快。