基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

转载自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3,作为笔记和备忘。

初步的理论知识已经讲解过了,本节准备了一段Java代码,看看在虚拟机中实际是如何执行的。前面曾经举过
一个计算“1+1”的例子,这样的算术题目显然太过简单了,笔者准备了四则运算的例子,请看代码清单8-16。
代码清单8-16 一段简单的算术代码

public int calc(){
int a=100;
int b=200;
int c=300;
return(a+b)*c;
}


从Java语言的角度来看,这段代码没有任何解释的必要,可以直接使用javap命令看看它的字节码指令,如代
码清单8-17所示。
代码清单8-17 一段简单的算术代码的字节码表示

public int calc();
Code:
Stack=2,Locals=4,Args_size=1
0:bipush 100
2:istore_1
3:sipush 200
6:istore_2
7:sipush 300
10:istore_3
11:iload_1
12:iload_2
13:iadd
14:iload_3
15:imul
16:ireturn
}


javap提示这段代码需要深度为2的操作数栈和4个Slot的局部变量空间,笔者根据这些信息画了图8-5~图8-11
共7张图,用它们来描述代码清单8-17执行过程中的代码、操作数栈和局部变量表的变化情况。

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

 

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

 

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

 

基于栈的解释器执行过程(摘自《Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》8.4.3 )

上面的执行过程仅仅是一种概念模型,虚拟机最终会对执行过程做一些优化来提高性能,实际的运作过程不一
定完全符合概念模型的描述……更准确地说,实际情况会和上面描述的概念模型差距非常大,这种差距产生的原因
是虚拟机中解析器和即时编译器都会对输入的字节码进行优化,例如,在HotSpot虚拟机中,有很多以“fast_”开
头的非标准字节码指令用于合并、替换输入的字节码以提升解释执行性能,而即时编译器的优化手段更加花样繁
多[1]。
不过,我们从这段程序的执行中也可以看出栈结构指令集的一般运行过程,整个运算过程的中间变量都以操作
数栈的出栈、入栈为信息交换途径,符合我们在前面分析的特点。