1. 概述

调用栈 是Java中管理方法执行和变量作用域的关键数据结构。在处理递归函数或深度调用链时,栈的深度(即它可以容纳的活跃方法调用数)是一个重要的考虑因素。

在这个教程中,我们将探讨如何确定Java调用栈的最大深度。

2. 了解Java调用栈

Java调用栈遵循后进先出(Last In, First Out,LIFO)的结构。 当一个方法被调用时,会在栈顶添加一个新的堆栈帧,其中包含参数、局部变量和返回地址等信息。方法执行完毕后,其堆栈将从栈中弹出。

每个线程分配的总栈大小决定了其调用栈能容纳的数据量。 默认的栈大小因JVM实现而异,但标准JVM通常约为1MB。

我们可以通过\-XX:+PrintFlagsFinal参数检查我们的JVM的默认栈大小:

$ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep ThreadStackSize

假设每个堆栈帧使用约100字节,那么在1MB的栈容量下,我们大约可以在达到最大深度前进行10000到20000次方法调用。关键的一点是,栈的大小限制了调用栈的增长深度。

3. Java调用栈的最大深度

下面是一个故意使调用栈溢出以确定其最大深度的例子:

public class RecursiveCallStackOverflow {
    static int depth = 0;
   
    private static void recursiveStackOverflow() {
        depth++;
        recursiveStackOverflow();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        try {
            recursiveStackOverflow();
        } catch (StackOverflowError e) {
            System.out.println("Maximum depth of the call stack is " + depth);
        }
    }
}

recursiveStackOverflow()简单地增加一个计数器,并递归调用自身,直到栈溢出。通过捕获由此产生的错误,我们可以打印出达到的深度。

在标准JVM上测试这个例子时,输出如下:

Maximum depth of the call stack is 21792

让我们使用\-XX:+PrintFlagsFinal参数检查我们的JVM的默认线程栈大小:

$ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep ThreadStackSize

这是我们的JVM的默认线程栈大小:

intx ThreadStackSize = 1024 

默认情况下,JVM为线程分配1MB的栈空间。

我们可以通过使用\-Xss JVM参数为线程分配更多的栈空间来增加最大深度:

$ java -Xss2m RecursiveCallStackOverflow

当线程栈大小增加到2MB时,输出如下:

Maximum depth of the call stack is 49522

将栈大小翻倍使得深度也相应增加。

4. 总结

在这篇文章中,我们学习了通过递归调用方法来获取调用栈的最大深度的方法。此外,我们还了解到JVM有一个默认的栈大小。通过为线程分配更多的内存空间,可以增加栈调用的深度。

如往常一样,示例的完整源代码可在GitHub上找到:https://github.com/eugenp/tutorials/tree/master/core-java-modules/core-java-lang-6