跟随Javac代码来解答字节码的疑惑

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了跟随Javac代码来解答字节码的疑惑相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

  前言  

  本文是跟随掘金小册张师傅的《JVM字节码从入门到精通》练习而写的。

 

  问题

  问题一:

  有如下代码:

 1 package com.sun.tools.javac;
 2 
 3 /**
 4  * @author TY
 5  */
 6 public class Foo {
 7 
 8     public static void foo() {
 9         int a = 0;
10         int b = 6;
11         int c = 130;
12         int d = 33000;
13     }
14 
15 }

  很简单的一段代码,看似没有什么值得讨论的地方,然而将代码用javap查看下字节码:

 

  可以看到针对定义的不同的变量,字节码的指令是不同的,虽然都是整数。。。那为什么呢?简单分析就可以得知,是和

声明的值的大小有关系,针对不同的大小范围采用不同的字节码指令。但是如何验证我们的想法呢?相信很多人是不知道的。下面会讲到如何验证

我们的想法。

 

 

  问题二:

  再有如下代码:

 1 package com.sun.tools.javac;
 2 
 3 /**
 4  * @author TY
 5  */
 6 public class Switch {
 7 
 8     public static void foo() {
 9         int a = 0;
10         switch (a) {
11             case 0:
12                 System.out.println("#0");
13                 break;
14             case 1:
15                 System.out.println("#1");
16                 break;
17             default:
18                 System.out.println("default");
19                 break;
20         }
21     }
22 
23 }

  简单的一段swtich...case逻辑,看着也没有什么问题,再看看字节码:

 

  看到上面的字节码,采用的是looupswitch,而我们知道,switch...case语句底层有两种指令:tableswitch和looupswitch,之前我

在学习的时候就只是知道tableswtich适用于case值比较紧凑的情况,而lookupswitch适用于case值比较稀疏的情况。但是上面的代码

case值分别是0和1,,,这这这,算哪门子稀疏了,所以为什么要用lookupswitch而不用tableswtich呢?

  

  Javac源码

 

  我们知道将Java代码编译成字节码的命令是Javac,所以关于上面的问题,都应该在Javac的源码里面去找答案。

  首先下载Javac的源码,这里我提供张师傅提供的地址:javac-source-code-reading

  下载好之后用IDEA打开:

  

 

 

  上面的out目录是我自己建的,不然运行javac的入口main函数会报错让指定class码输出目录。

  新建了目录之后需要到项目设置里面设置:

  

 

 

   

  然后将com.sun.tools下面的两个包给排除掉,不然编译通不过

  

  这些做好之后就可以执行下javac的入口函数: com.sun.tools.javac.Main

  直接执行来看看:

  

 

 

   执行结果:

  

 

 

   好熟悉的输出,这不是在命令行里面直接执行javac的输出吗?

  

  所以,知道该怎么做了吧,需要加一个参数,参数就是要编译的java类的名字,我新建一个Hello类,随便写点啥。。。

  

  然后将Hello类的路径填写到Main的传入参数里面:

  

 

 

  再执行Main函数就可以看到Hello类的同级目录下就多了一个class文件:

  

 

 

   这就说明我们可以跟着Javac的源代码进行调试了,不过在此之前需要设置下:

  

  将Module source移到系统安装的JDK的前面,这样才能正常的调试而不是调试的时候跳转到安装的JDK里面去。

  可以调试Javac的代码意味着很多东西,我们遇到不理解的字节码的时候可以跟着Javac源码走一遍,看人家到底是怎么去实现的。

  接下来回到上面的两个问题,对应的Javac的源码分别在com.sun.tools.javac.jvm.Item类和com.sun.tools.javac.jvm.Gen类中,比如问题一代码对应下面:

  

 

 

  可以看到针对值得大小不同走了不同的逻辑:

  -1到5:iconst_0

  -128到127:bipush

  -32768到32767:sipush

  然后超过以上的范围则是:ldc

 

  而问题二对应的代码在Gen类visitSwitch方法中,重点代码是下面这段:

  

 

  hi和lo是在的代码逻辑中分别指向case的最大和最小值。我们将case值0和1代入其中:

  最终table_space_cost + 3 * table_time_cost = 15,而looup_space_cost + 3 * looup_time_cost = 13,

所以最终选用了lookupswitch指令。关于为什么要采用这样的算法我暂时不知,但至少对照着Javac源码知道了算法逻辑,不至于遇到

问题的时候一脸懵。。

  

  总结

  本文主要讲述了如何调试Javac源码以及如何运用Javac源码解答一些字节码的问题。

  另外,推荐掘金小册张师傅的小册《JVM字节码从入门到精通》

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以上是关于跟随Javac代码来解答字节码的疑惑的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

java代码怎样运行出来?

JVM理论:(三/2)字节码指令

实战:javac插入式注解处理器

实战:javac插入式注解处理器

什么是字节码?采⽤字节码的好处是什么?

Java面试题—Javac编译器