1. 編譯成class
眾所周知,java代碼是不能直接在jvm上執(zhí)行的,執(zhí)行的是class文件,將java代碼編程class文件,需要編譯
常用的編譯方法是:javac xxx.java
但目前常見的java編輯工具,如eclipse和ideal都自帶自動編譯動能
2. jvm的構成
讓我們回憶一下jvm的構成:
主題上分為五個部分:
方法區(qū),本地方法棧,java堆,java棧,程序計數(shù)器
其中,java棧,本地方法棧,程序計數(shù)器為線程私有,其余為線程共享
那么,方法在哪個地方執(zhí)行呢?
java棧。
棧的遵循的方式是先進后出,java棧中方法的執(zhí)行也遵循此規(guī)律,方法執(zhí)行的步驟又稱為棧幀。
3. 方法的順序執(zhí)行和棧幀
上代碼:
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();
}
}
上面是一段很簡單的代碼,主體上就是:
(1)一個Main類
(2)上面定義了一個main方法
(3)該main方法調用了靜態(tài)方法a
(4)方法a調用方法b
(5)方法b調用方法c
(6)方法c打印了“Hello world!”
前文說過,java定義的非本地方法都是在java棧內(nèi)執(zhí)行的,一方法一棧幀
所以假設
mian方法對應棧幀m
a方法對應棧幀ab方法對應棧幀bc方法對應棧幀c
根據(jù)方法的調用,入棧順序為:m,a,b,c
所以,棧幀出棧(即方法執(zhí)行)順序為:c,b,a,m
4. class文件反編譯過后的樣子
上一節(jié),方法或棧幀在java棧的執(zhí)行順序,但在方法體內(nèi)的內(nèi)容是怎么執(zhí)行的呢。
前文提到,jvm執(zhí)行的是class文件,而class文件內(nèi)是什么?
class文件內(nèi)是一組指令集。
如何證明呢,還是再看一段代碼。
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);
}
}
如上代碼,實現(xiàn)的功能是:
(1)定義兩個變量,相加
(2)main方法new對象,調用方法
但,class文件是不可以直接查看的。
我們可以采用反編譯的方法,反編譯命令:
javap -c xxx.class
上述文件反編譯后的樣子如下:
每個方法下面的Code,都是一組指令集。
5. 指令集詳解
在討論指令集之前,首先要講一個概念,那就是對棧幀進一步拆分。
棧幀一共分為四個部分:局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法返回地址
其中,局部變量表和操作數(shù)棧是最重要的兩個部分,局部變量表存放在方法中定義的局部變量,操作數(shù)棧相當于jvm的一個緩存,所有的操作都必須在此處進行,所有的變量都必須加載到操作數(shù)棧才能被使用。所以,所謂指令,就是在局部變量表和操作數(shù)棧來回倒騰的過程。
下面對指令進行分類講解:
(1)入棧指令
整型入棧指令:
- 取值-1~5采用iconst指令;
- 取值-128~127采用bipush指令;
- 取值-32768~32767采用sipush指令;
- 取值-2147483648~2147483647采用ldc指令。
非整型入棧指令:
- float,String類型也使用ldc指令
- double和long類型使用ldc_2w
- boolean類型視作0和1
- null的入棧指令為:aconst_null
(2)存儲指令
將操作數(shù)棧中的常量保存在局部變量表中的某個位置
如:
- istore_1:將上面入棧的整型常量保存在局部變量表中的第1個位置
- fstore_2:將上面入棧的浮點常量保存在局部變量表中的第2個位置
- dstore_10:將上面入棧的雙浮點常量保存在局部變量表中的第10個位置
- lstore_20:將上面入棧的長整常量保存在局部變量表中的第20個位置
- astore_100:將上面入棧的引用常量保存在局部變量表中的第100個位置
(3)變量入棧指令
- iload_1:局部變量表中的第1個位置的整型變量入棧
- fload_2:局部變量表中的第1個位置的浮點型變量入棧
- dload_10:局部變量表中的第1個位置的雙浮點型變量入棧
- lload_20:局部變量表中的第1個位置的長整型變量入棧
- aload_100:局部變量表中的第100個位置的引用型變量入棧
(4)計算指令
- 加:iadd、ladd、fadd、dadd
- 減:isub、lsub、fsub、dsub
- 乘:imul、lmul、fmul、dmul
- 除:idiv、ldiv、fdiv、ddiv
注意:棧頂計算,一次只能計算一個表達式
到此這篇關于Java代碼執(zhí)行過程解析的文章就介紹到這了,更多相關java內(nèi)容請搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章!