JVMJVM04(类加载与字节码-图解方法执行流程)
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- 🍅文章发布日期:2021.12.29
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文章目录
1.字节码指令
1.1入门
字节码指令可参考官方文档介绍
官方文档地址
1.2图解方法执行流程
原始java代码
public class Demo02
public static void main(String[] args)
int a = 10;
int b = Short.MAX_VALUE + 1;
int c =a+b;
System.out.println(c);
通过javap工具反编译后的字节码文件
javap -v Demo02.class
Classfile /F:/2021年12月之后的Idea项目/jvmProject/out/production/jvmProj
ect/com/wql/jvm/ClassInfo/Demo02.class
Last modified 2022年1月22日; size 624 bytes
SHA-256 checksum dc35d1e7095f253b0d5f0c8f3209953eba9fa5fc94f05edc6bc90
2db4f70f6ac
Compiled from "Demo02.java"
public class com.wql.jvm.ClassInfo.Demo02
minor version: 0
major version: 52
flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
this_class: #6 // com/wql/jvm/ClassInfo/Demo0
2
super_class: #7 // java/lang/Object
interfaces: 0, fields: 0, methods: 2, attributes: 1
Constant pool:
#1 = Methodref #7.#25 // java/lang/Object."<init>":(
)V
#2 = Class #26 // java/lang/Short
#3 = Integer 32768
#4 = Fieldref #27.#28 // java/lang/System.out:Ljava/
io/PrintStream;
#5 = Methodref #29.#30 // java/io/PrintStream.println
:(I)V
#6 = Class #31 // com/wql/jvm/ClassInfo/Demo0
2
#7 = Class #32 // java/lang/Object
#8 = Utf8 <init>
#9 = Utf8 ()V
#10 = Utf8 Code
#11 = Utf8 LineNumberTable
#12 = Utf8 LocalVariableTable
#13 = Utf8 this
#14 = Utf8 Lcom/wql/jvm/ClassInfo/Demo02;
#15 = Utf8 main
#16 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#17 = Utf8 args
#18 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#19 = Utf8 a
#20 = Utf8 I
#21 = Utf8 b
#22 = Utf8 c
#23 = Utf8 SourceFile
#24 = Utf8 Demo02.java
#25 = NameAndType #8:#9 // "<init>":()V
#26 = Utf8 java/lang/Short
#27 = Class #33 // java/lang/System
#28 = NameAndType #34:#35 // out:Ljava/io/PrintStream;
#29 = Class #36 // java/io/PrintStream
#30 = NameAndType #37:#38 // println:(I)V
#31 = Utf8 com/wql/jvm/ClassInfo/Demo02
#32 = Utf8 java/lang/Object
#33 = Utf8 java/lang/System
#34 = Utf8 out
#35 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#36 = Utf8 java/io/PrintStream
#37 = Utf8 println
#38 = Utf8 (I)V
public com.wql.jvm.ClassInfo.Demo02();
descriptor: ()V
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object
."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 9: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcom/wql/jvm/ClassInfo/Demo02;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: bipush 10
2: istore_1
3: ldc #3 // int 32768
5: istore_2
6: iload_1
7: iload_2
8: iadd
9: istore_3
10: getstatic #4 // Field java/lang/System.
out:Ljava/io/PrintStream;
13: iload_3
14: invokevirtual #5 // Method java/io/PrintStr
eam.println:(I)V
17: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
line 13: 6
line 14: 10
line 15: 17
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 18 0 args [Ljava/lang/String;
3 15 1 a I
6 12 2 b I
10 8 3 c I
SourceFile: "Demo02.java"
执行流程
1.2.1常量池载入运行时常量池
这里有一点误解,运行时常量池属于方法区,只是因为它相对比较特殊这里我们单独拎出来看,我们Class文件常量池中的数据,将来都要存储在运行时常量池
一些比较小的数字,比如int a=10;这些跟方法的字节码指令存在一起,而一旦数字的范围超过了整数最大值,他就会存储在常量池中,所以int b = Short.MAX_VALUE + 1;(32768)被存储在运行时常量池中
1.2.2方法字节码载入方法区
1.2.3main线程开始运行,分配栈帧内存
局部变量表是4,拥有4个槽位,栈的深度为2
绿色:局部变量表
蓝色:操作数栈
1.2.4执行引擎开始执行字节码
bipush 10
- 将一个byte压入操作数栈(其长度会补齐4个字节),类似的指令还有
- sipush将一个short压入操作数栈(其长度会补齐4个字节)
- ldc将一个int压入操作数栈
- ldc2_w将一个long压入操作数栈(分两次压入,因为long是8个字节)
- 这里小的数字都是和字节码指令存在一起,超过short范围的数字存入了常量池
istore_1
将操作数栈顶数据弹出,存入局部变量表的slot1
ldc #3
-
从常量池加载#3数据到操作数栈
-
注意Short.MAX_VALUE是32767,所以32768 = Short.MAX_VALUE + 1实际是在编译期间计算好的
istore_2 -
将栈顶数据弹出放入局部变量表的2号槽位
-
此处可以发现,32768(Short.MAX_VALUE + 1)是在编译期间就已经计算好了的,
iload_1
- 将局部变量表中1槽位的值读取到操作数栈
iload_2
- 将局部变量表中2槽位的值读取到操作数栈
iadd
- 依次弹出操作数栈栈顶的两个数字,进行相加操作,计算完毕后将结果压入操作数栈中
- 结果32778被压入栈
istore3
- 将操作数栈顶的元素放入局部变量表的3号槽位
getstatic #4
- 到常量池中找到#4,发现是成员变量的引用,它的实际对象存放在堆内存中,通过常量池找到堆中的system对象,将对象的引用放入操作数栈
iload_3
- 将局部变量表中3号槽位的c压入到操作数栈
invokevirtual #5
- 到运行时常量池找到#5
- 定位到方法区java/io/PrintStream.println:(I)v方法
- 生成新的栈帧(分配locals、stack等)
- 传递参数,执行新栈帧中的字节码
- 等待栈帧执行完毕,将栈帧弹出并清除main操作数栈内容
return- 完成main方法调用,弹出main栈帧
- 程序结束
以上是关于JVMJVM04(类加载与字节码-图解方法执行流程)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章