关于java:一段java代码是如何执行的

摘要：当你学会了 java 语言之后，你写了一些代码，而后你想要执行你的代码，来达成某些性能。那么，你都晓得这段 java 代码都是如何执行的吗？

本文分享自华为云社区《一段 java 代码是如何执行的》，原文作者：技术火炬手。

当你学会了 java 语言之后，你写了一些代码，而后你想要执行你的代码，来达成某些性能。那么，你都晓得这段代码都是如何执行的吗？

1. 编译成 class

家喻户晓，java 代码是不能间接在 jvm 上执行的，执行的是 class 文件，将 java 代码编程 class 文件，须要编译

罕用的编译办法是：javac xxx.java

但目前常见的 java 编辑工具，如 eclipse 和 ideal 都自带主动编译动能

2. jvm 的形成

让咱们回顾一下 jvm 的形成：

主题上分为五个局部：

办法区，本地办法栈，java 堆，java 栈，程序计数器

其中，java 栈，本地办法栈，程序计数器为线程公有，其余为线程共享

那么，办法在哪个中央执行呢？

java 栈。

栈的遵循的形式是先进后出，java 栈中办法的执行也遵循此法则，办法执行的步骤又称为栈帧。

3. 办法的程序执行和栈帧

上代码：

Java 代码

public class Main {public static void a(){b();
    }

    public static void b(){c();
    }

    public static void c(){System.out.println("Hello world!");
    }

    public static void main(String[] args) {a();
    }
}

下面是一段很简略的代码，主体上就是：

（1）一个 Main 类

（2）下面定义了一个 main 办法

（3）该 main 办法调用了静态方法 a

（4）办法 a 调用办法 b

（5）办法 b 调用办法 c

（6）办法 c 打印了“Hello world！”

前文说过，java 定义的非本地办法都是在 java 栈内执行的，一办法一栈帧

所以假如

mian 办法对应栈帧 m

• a 办法对应栈帧 a
• b 办法对应栈帧 b
• c 办法对应栈帧 c

依据办法的调用，入栈程序为：m，a，b，c

所以，栈帧出栈（即办法执行）程序为：c，b，a，m

4. class 文件反编译过后的样子

上一节，办法或栈帧在 java 栈的执行程序，但在办法体内的内容是怎么执行的呢。

前文提到，jvm 执行的是 class 文件，而 class 文件内是什么？

class 文件内是一组指令集。

如何证实呢，还是再看一段代码。

Java 代码

public class Calculator{public int add(){
        int n = 10;
        int m = 20;
        int r = n + m;
        return r;
    }

    public static void main(String[] args) {Calculator calculator = new Calculator();
        int a = calculator.add();
        System.out.println(a);
    }
}

如上代码，实现的性能是：

（1）定义两个变量，相加

（2）main 办法 new 对象，调用办法

但，class 文件是不能够间接查看的。

咱们能够采纳反编译的办法，反编译命令：

javap -c xxx.class

上述文件反编译后的样子如下：

每个办法上面的 Code，都是一组指令集。

5. 指令集详解

在探讨指令集之前，首先要讲一个概念，那就是对栈帧进一步拆分。

栈帧一共分为四个局部：局部变量表、操作数栈、动静链接、办法返回地址

其中，局部变量表和操作数栈是最重要的两个局部，局部变量表寄存在办法中定义的局部变量，操作数栈相当于 jvm 的一个缓存，所有的操作都必须在此处进行，所有的变量都必须加载到操作数栈能力被应用。所以，所谓指令，就是在局部变量表和操作数栈来回倒腾的过程。

上面对指令进行分类解说：

（1）入栈指令

整型入栈指令：

• 取值 -1~5 采纳 iconst 指令;
• 取值 -128~127 采纳 bipush 指令;
• 取值 -32768~32767 采纳 sipush 指令;
• 取值 -2147483648~2147483647 采纳 ldc 指令。

非整型入栈指令：

• float，String 类型也应用 ldc 指令
• double 和 long 类型应用 ldc_2w
• boolean 类型视作 0 和 1
• null 的入栈指令为：aconst_null

（2）存储指令

将操作数栈中的常量保留在局部变量表中的某个地位

如：

• istore_1：将下面入栈的整型常量保留在局部变量表中的第 1 个地位
• fstore_2：将下面入栈的浮点常量保留在局部变量表中的第 2 个地位
• dstore_10: 将下面入栈的双浮点常量保留在局部变量表中的第 10 个地位
• lstore_20: 将下面入栈的长整常量保留在局部变量表中的第 20 个地位
• astore_100: 将下面入栈的援用常量保留在局部变量表中的第 100 个地位

（3）变量入栈指令

• iload_1：局部变量表中的第 1 个地位的整型变量入栈
• fload_2：局部变量表中的第 1 个地位的浮点型变量入栈
• dload_10: 局部变量表中的第 1 个地位的双浮点型变量入栈
• lload_20: 局部变量表中的第 1 个地位的长整型变量入栈
• aload_100: 局部变量表中的第 100 个地位的援用型变量入栈

（4）计算指令

• 加：iadd、ladd、fadd、dadd
  减：isub、lsub、fsub、dsub
  乘：imul、lmul、fmul、dmul
  除：idiv、ldiv、fdiv、ddiv

留神：栈顶计算，一次只能计算一个表达式

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