彈出堆棧時內存會發生什麼變化？

Question

我有一個函數

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

所以x存儲在可能的地址0x9FFF。

當函數返回時，內存在那個地址會發生什麼？它還在嗎？ I.e的值仍然是72？還是完全無效？

Answer 1

我不是在不注意規格，但我猜這不是技術上的定義。

其實我試過類似的東西在C++中一次，它是，事實上，72（或不管我放在那裏的函數調用返回前）如果我沒有記錯，所以該機並沒有真正經歷寫0到那個位置或者什麼。

這也是一些實現細節。我也用MIPS彙編語言實現了它（如果我能挖掘它，我會包含一個代碼示例）。基本上，當我需要寄存器時，我只需通過我需要的很多局部變量來「增長」堆棧，將所需的寄存器中的當前值存儲爲任何值（以便稍後可以恢復它們），並重新使用寄存器。如果這是實現，則該值實際上可以包含調用者中的本地變量的值。不過，我不認爲這正是Java所做的。

TL; DR這是一個實現細節，但在C中，至少它不會覆蓋內存中的值，直到它真正需要它爲止。 Java很難預測。

Answer 2

Java編程語言和Java虛擬機都沒有定義彈出框架後堆棧幀的內存會發生什麼變化。這是一個低層次的實現細節，被更高層次的抽象所掩蓋。事實上，Java語言和JVM字節碼使設計不可能從堆棧中檢索已經刪除的值（與C/C++不同）。

但實際上，Java中的堆棧框架的行爲與C中的堆棧框架類似。增加堆棧會使指針碰撞（通常是向下）並分配空間來存儲變量。收縮堆棧通常會將指針向上移動，並簡單地將舊值保存在內存中而不會覆蓋它們。如果您對JVM的堆棧內存區域有低級訪問權限，這是您應該看到的行爲。

請注意，這是在Java中不可能做到像C一招，你嘗試讀取未初始化堆棧變量：

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); 
    } 
} 

其他堆棧行爲在JVM實現是可能的。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，這將真正擦除舊值。同樣在諸如Mill這樣的機器體系結構中，堆棧內存被特殊對待，以便堆棧增長將始終返回一個填充了零字節的區域，從而節省了從內存中實際加載舊值的工作。

Answer 3

在C中是未定義的行爲。

在實踐中，如果你嘗試類似：

int *ptr; 

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

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

然後，它的可能，在C的大多數實現，foo()將打印72。這是因爲雖然ptr引用的地址可用於重新分配，但它不可能被重新分配，並且沒有任何內容被覆蓋。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()，這個內存地址將被重新使用的可能性就越大，並且值也會改變。

但是在C規範中沒有任何說明必須是這種情況 - 實現可能爲爲0，只要它超出範圍，或者在嘗試讀取時遇到運行時恐慌，或者，好吧，任何事 - 這就是「未定義」的意思。

作爲程序員，您應該小心避免這樣做。很多時候它會導致錯誤，但有些時候你會導致間歇性的錯誤，這是最難追查的。

在Java中，雖然內存在超出範圍後仍可能包含72，但實際上沒有辦法訪問它，所以它不會影響程序員。在Java中可以訪問的唯一方式是，如果有「官方」引用，那麼它不會被標記爲垃圾回收，並且不會超出範圍。

Answer 4

基本類型中爪哇被放置在棧上（成frame的局部變量數組）。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 
} 

框架在其方法調用完成時被銷燬。此時所有局部變量和部分結果可能仍駐留在堆棧上，但它們被放棄並不再可用。