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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