这部分内存有点抽象，需要了解一些基本的字节码技术以及.class编译的知识，才能更好的深入此系统内存。但一旦掌握后对代码优化调优会有一个质的提升。
一、加载与存储指令
局部变量表操作
[t]load_0：将局部变量表中下标为0的t类型变量加载到操作数栈中。如iload_0，指int类型，aload_o表示this;
[t]store_0：将栈顶的t类型的数据存储到局部变量表中；
[t]load_n：将局部变量表中下标为0~3的t类型变量加载到操作数栈中；
[t]store_n：将栈顶的t类型的数据存储到局部变量表中0~3位置上；
[t]aload_0：将局部变量表中指定数组中下标为0的t类型变量加载到操作数栈中；
[t]astore_0：将栈顶的t类型的数据存储到局部变量表指定数组中下标为0中；
常量池操作，指不可变的
[t]const_n：将常量值n加到中到操作数栈顶中；n取值-1~5占一个字节大小；iconst_m1比较特殊表示-1，aconst_null表示null
bipush_n：将常量值n加到中到操作数栈顶中；n取值-127~128占二个字节大小；
sipush_n：将常量值n加到中到操作数栈顶中；n取值-32768~32767占三个字节大小；
idc_index：其它范围的数字，从常量池加载对应index索引的常量到操作数栈顶中，index<255，占一个字节
idc_w_index：其它范围的数字，从常量池加载对应index索引的常量到操作数栈顶中，index>255，占二个字节
idc2_w_index：其它范围的数字，从常量池加载对应index索引的long, double常量到操作数栈中，占二个字节
二、操作数栈指令
pop：将栈顶元素弹出，pop2专门用来操作long和double
dup：复制栈顶元素并将复制的数据插入栈顶
dup_x1：复制栈顶元素并将复制的数据插入栈顶第二个位置，dup_x2同样；
dup2、dup2_x1、dup2_x2：参考上一条；
swap：交换栈顶两个元素；
三、运算指令
jvm会把对于基础类型只为int(byte,booble,char,shotr)、long、double、float，当两个类型不相等时，会进行向上自动转换，比如int+float，全自动把int改换为float然后用fadd指令来进行相同，但过程中可能会丢精度，在jvm中类型转换的指令是type2type，比如i2f，表示把Int转换为float；
[t]add：将两个同类型的数字相同
[t]sub：减少
[t]div：除法
[t]mul：乘法
[t]rem：取模
[t]neg：
[t]and：与
[t]or：或
[t]xor：非
四、控制转移
简单条件
ifeq: 比较栈顶元素，如果等于0则跳转，比如代码int n=6; if(n>0)，则字节码为iload_1 ifle。相应的还有ifne、iflt、ifge、ifgt、ifle;
if_[type]cmpeq：比较栈顶两个type类型元素，如果相等，则跳转，相应的还有if_icmpne、if_icmplt、if_icmpge、if_icmpgt、if_icmple；
if_acmpeq：比较栈顶两个引用变量，如果相等，则跳转，相应的还有if_acmpne；
tableswitch：switch应用，用于值紧凑，自动补齐功能，下标定位，时间复杂度O(1)
ookupswitch：switch应用，用于值稀疏，不自动补齐，二分查找法，时间复杂度O(log n)
复合条件
for
public int sum(int []numbers){ int sum = 0; for (int nubmer: numbers){ sum +=nubmer; } return sum; } | public int sum(int[] a) { ---初始化sum iconst_0 istore 2 ---初始化for循环条件 aload 1 astore 3 aload 3 arraylength istore 4 iconst_0 istore 5 ---判断是否可以循环 l0 iload 5--$i iload 4--$len if_icmpge l1---成立则分支跳转 ---设置number=$array[$si] aload 3 iload 5 iaload istore 6 ---执行加法 iload 2 iload 6 iadd istore 2 ---执行$si-1 iinc 5,1 ---跳转到另一次我于 _goto l0 l1 iload 2 ireturn } |
堆栈内容
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
this | numbers | sum | $array | $len | $si | numbers($array[$si]) |
switch
String类型处理过程也类似，只不过是在switch前先调用.hashCode方法进行转换，然后用lookupswitch。然后再调用和equals比较，防止hash冲突时跳转错误。
switch (n){ case 0: ; case 1: ; case 4: ; case 6: ; default:break; } | tableswitch( 0: l0, 1: l0, 2: l0, 3: l0, 4: l0, 5: l0, 6: l0, default: l0 ) |
switch (n){ case 0: ; case 12: ; case 40: ; case 60: ; default:break; } | lookupswitch( 0: l1, 12: l1, 40: l1, 60: l1, default: l1 ) |
switch (s){ case "java": ; case "c": ; } | INVOKEVIRTUAL java/lang/String.hashCode ()I lookupswitch( 99: l2, 3254818: l3, default: l4 ) l3 aload 3 ldc "java" INVOKEVIRTUAL java/lang/String.equals (Ljava/lang/Object;)Z ifeq l4 iconst_0 istore 4 _goto l4 l2 aload 3 ldc "c" INVOKEVIRTUAL java/lang/String.equals (Ljava/lang/Object;)Z ifeq l4 iconst_1 istore 4 l4 iload 4 lookupswitch( 0: l5, 1: l5, default: l5 ) |
五、自增i++和++i
int i = 0; i = i++；//输出结果为0; | i= ++i; //输出结果为1 |
iload_0 iinc 0, 1 这个操作是操作局部变量表，并不操作栈顶 istore_0;所以这行相当于把栈顶元素又存回原来位置了 | iload_0 iinc0, 1 iload_0 这有个重新调用的过程 istore_0 |
六、无条件
try catch
public void i(){ try{ tryItOut1(); }catch(Exception e){ handle(); } } | public void i() { trycatchblock l0, l1, l2, 'java/lang/Exception' l0 aload 0 INVOKEVIRTUAL com/jvm / command / TypeTest.tryItOut1() V l1 _goto l3 l2 astore 1 aload 0 INVOKEVIRTUAL com/jvm / command / TypeTest.handle() V l3 return } Exception Table ---这是class类的内容 from to targe type 0 4 7 java/lang/Exception 这个异常表的意思是执行字节码0到4行，上面的L0，如果出现异常则执行第7行，上面的L2。 |
finally
源代码 | 字节码编译过的伪代码 | 备注 |
public void i(){ try{ tryItOut1(); }catch(Exception e){ handle(); }finally { fin(); } } | public void i(){ try{ fin(); tryItOut1(); }catch(Exception e){ fin(); handle(); } } | 所以finally总会执行 |
public int i(){ try{ int a = 1/0; return 0; }catch(Exception e){ int a = 1/0; return 1; }finally { return 2; } } | public int i1(){ try{ int a = 1/0; int tmp = 0; return 2; }catch(Exception e){ try{ int a = 1/0; int tmp = 1; return 2; }catch(Exception e1){ return 2; } } } | 受return影响，原来语句中的return这时会把return的值保存在临时变量中，而finally的值才会返回局部变量表中； |
public void i1(){ int i = 100; try{ System.out.println(i); }finally { ++i;// i++ } }//全是100 | public void i1(){ User user = new User(); user.setName("ld"); try{ System.out.println(user.getName()); }finally { user.setName("hm"); } }//ld | 这两个输出全是100，因为finally中操作的东西全是解析为临时变量，并不会执行store指令；对象也一样 |
try with resources
它是防止异常被淹没的一种优先，通过Throwable.java新扩展的addSuppressed方法来实现，这个方法可以调出由于编码错误而被淹没的异常；
//因为没有显示的catch，所以try中的异常会被finally中的异常淹没 public void i1() throws IOException { FileOutputStream in = null; try{ in = new FileOutputStream(""); }finally { in.close(); } } | public void i11() throws Exception { FileOutputStream in = null; FileNotFoundException tmpException= null; try{ in = new FileOutputStream(""); } catch (FileNotFoundException e) { tmpException = e; throw e; } finally { if (tmpException != null){ try { in.close(); } catch (IOException e) { tmpException.addSuppressed(e); } }else{ in.close(); } } } |
七、对象创建
<init>方法
在编译成字节码时，此方法是自动创建的，他会按顺序把类变量、非静态代码块、构造函数中的方法按顺序包装进此类里；
public class User { private String name = "ld"; public User(){ int c = 30; } { int b = 20; } static{ int d = 40; } } | public class com/jvm/command/User { // access flags 0x2 private Ljava/lang/String; name @groovyx.ast.bytecode.Bytecode public void <init>() { aload 0 INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V aload 0 ldc "ld" putfield 'com/jvm/command/User.name','Ljava/lang/String;' bipush 20 istore 1 bipush 30 istore 1 return } @groovyx.ast.bytecode.Bytecode static void <clinit>() { bipush 40 istore 0 return } } |
类的创建过程
类创建要经过三个阶段
public static void main(String []args){ new User(); } public static void main(String[] a) { _new 'com/jvm/command/User'//只创建一个引用，并把此引入压入栈顶 dup //因为invokespecial会消费栈顶元素，如果不复制一份引用，则执行完了init方法后，就没地回写了，尤其是构造函数还没有返回值 INVOKESPECIAL com/jvm/command/User.<init> ()V //这时才会执行类的初始化方法 pop //存储到局部变量表中 return } |
static--<cinit>方法
类编译时，会把所有静态的变量、代码块编译时cinit方法中。它会在4个指令下触发
new：比如new、反射、反序列化等；
getstatic：访问类的静态变量；
putstatic：访问类的静态字段或对静态字段赋值，final除外，因为final值使用时是需要复制一份的；
invokestatic：静态方法；
初始化它的子类；因为父类必须要在子类之前OK；但此方法一般只会执行一次
