String源码中的"avoid getfield opcode"

Posted 2020-08-22 热心市民小陈

引言：

之前一篇文章梳理了String的不变性原则，还提到了一段源码中注释"avoid getfield opcode"，当时通过查阅资料发现，这是为了防止 getfield（获取指定类的实例域，并将其值压入到栈顶）这个操作码的执行，这篇文章想从字节码的角度去分析一下。

 

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先看一段代码吧

/**
 * Created by chenqimiao on 16/11/29.
 */
public class Main {

    public   char[] chars = new char[10];

    public void test() {
        System.out.println(chars[0]);
        System.out.println(chars[1]);
        System.out.println(chars[2]);
    }

    public static void main(String args[]) {
        Main m = new Main();
        m.test();
    }
}

　　执行 javap -c Main ，分析一下字节码，查看一下分析后生成的操作码：

查阅"深入理解JVM虚拟机"一书中的虚拟机字节码指令表，试着分析一下test方法下面的code.

4.获取指定的实例域，并将其值压入栈顶

7.将int型0推送至栈顶

8.将char数组指定索引的值推至栈顶

9.调用实例方法

 

总结一下的话，就是每次获取实例域 推到栈顶，然后推被操作的索引到栈顶，然后取到对应数组的指定索引的值推到栈顶，然后就是调用输出方法了。可以看到输出三次，getfield操作码就调用了三次，假想我们在遍历这个char数组，那象上述写法，要频繁调用getfield操作码了。

 

 

我们学一下String源码中的写法，可能能改善一下这个问题。

 

/**
 * Created by chenqimiao on 16/11/29.
 */
public class Main {

    public   char[] chars = new char[10];

    public void test() {
        char[] chars = this.chars;
        System.out.println(chars[0]);
        System.out.println(chars[1]);
        System.out.println(chars[2]);
    }

    public static void main(String args[]) {
        Main m = new Main();
        m.test();
    }
}

　　

　　执行 javap -c Main ，分析一下字节码，查看一下分析后生成的操作码：

 

好了，我把实例变量的数组的引用赋给了一个局部引用了。

我们还是分析一下test方法中的code把

0.将第一个引用类型本地变量推送至栈顶（就是将局部变量引用chars放到栈顶）

1.获取实例域的引用推到栈顶（实例变量的成员chars放到栈顶）

4.将栈顶顶引用类型数值存入指定本地变量（就是把成员变量chars的引用给到局部变量的引用chars,这里是引用值拷贝，不是引用指向内存的值的拷贝）

5.获取指定的实例域，并将其值压入栈顶

8.将第二个引用类型本地变量推送至栈顶

9.将int型0推到栈顶

10.将char数组指定的索引的值压入到栈顶

11.调用实例方法（输出）

在14-20的过程中没有再发生"getfield"操作，而是用aload_1操作码将第二个本地引用（被赋值后的本地引用chars）推至栈顶，就可以执行接下来的一系列操作。

 

到这里的话"avoid getfield opcode"的意思已经非常清楚明了，在遍历实例的char数组的时候，将实例数组的引用赋值给一个本地引用，不需要频繁调用操作用码"getfield"，只需要在第一次对本地引用赋值的时候，调用一次getfield,接下来的遍历取值的时候，只需要将本地引用压入到栈顶。