［jvm解析系列］［十三］字节码指令小节，从字节码看JVM的栈解释器执行过程。

Posted 2023-02-17 胖子程序员

众所周知，JVM以前一直采用的是解释执行，但是后来在历代的版本更迭中也加入了编译执行。所以总的来说JVM是包含了解释执行和编译执行。这一部分不属于JVM的范畴了，已经属于编译了，大多数都是进行词法分析之类的，以后有时间会补充。

同时大家都知道现在大体上分为两种指令集架构，第一种就是基于栈的第二种是基于寄存器的，简单点说，基于寄存器的架构速度更快，但是可移植性不强，但是基于栈的指令集架构虽然慢，但是可移植性很强，大家都知道java本身就是依靠可移植性出名的，所以无可争议的使用了栈的指令集架构。（也有例外，dalvik是基于寄存器的）

下面我们详述一下JVM的栈解释器执行过程，在此之前我们先来讲一下字节码的指令含义：

加载和存储：加载和存储指令一般可以把栈帧中的局部变量放到操作数栈中，然后把操作数栈中的变量存回栈帧中。

把局部变量加载到操作数栈中：主要有iload,liload_<n>,lload,(每一个指令前面代表的是它操作的数据类型iload就是int   lload就是long，接下来我们去除前面的前缀统一用x代替减少篇幅。)

从操作数栈中存回局部变量表 xstore_<n>,xstore（注意有的后面跟了_<n>这是省略了诸如xstore_1,xstore_2这样的指令，xstore默认为xstore_0,之后统一用xstore_<n>替代）

加载一个常量到操作数栈：xipush，xdc，xconst_<n>

运算指令：执行加减乘除取余等运算

加：xadd

减：xsub

乘：xmul

除：xdiv

取余：xrem

取反：xneg

位移：xshl。xshr

按位或指令：xor

按位与指令：xand

按位异或指令：xxor

比较指令：xcmpl

指令上我们大概就讲这么多，接下来就是我们查看字节码的时刻了。首先写一个方法如下：

	public static void main(String[] args) 
		// TODO Auto-generated method stub
		int a = 2;
		int b = 1;
		int c = a+b;
		System.out.println(c);
	

然后我们用javap查看一下字节码

可以看到我们的操作从第01两行来看这事int a =2;的操作，先放置常量2到栈顶然后取出来放到常量表中1的位置。23同样。

而45这两个数字就是把局部变量表上12这两个位置的数加载到操作栈中，然后用6行相加存入常量表3的位置。

为了表明0123和7真的实在存储数字到常量表我们对方法做如下修改：

	public static void main(String[] args) 
		// TODO Auto-generated method stub
		int c = 1+2;
		System.out.println(c);
	

字节码如下

很明显的之前的0123行那种存储的行为没有了，同样我们能看到javac给我们的优化，在第0行把1＋2直接变成了3。