一段Java代碼是如何執(zhí)行？ 淺談分享！

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(dòng)編譯動(dòng)能

2. jvm的構(gòu)成

讓我們回憶一下jvm的構(gòu)成：

主題上分為五個(gè)部分：

方法區(qū)，本地方法棧，java堆，java棧，程序計(jì)數(shù)器

其中，java棧，本地方法棧，程序計(jì)數(shù)器為線程私有，其余為線程共享

那么，方法在哪個(gè)地方執(zhí)行呢？

java棧。

棧的遵循的方式是先進(jìn)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(gè)Main類

（2）上面定義了一個(gè)main方法

（3）該main方法調(diào)用了靜態(tài)方法a

（4）方法a調(diào)用方法b

（5）方法b調(diào)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(shè)

mian方法對應(yīng)棧幀m

a方法對應(yīng)棧幀ab方法對應(yīng)棧幀bc方法對應(yīng)棧幀c

根據(jù)方法的調(diào)用，入棧順序?yàn)椋簃，a，b，c

所以，棧幀出棧（即方法執(zhí)行）順序?yàn)椋篶，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(shí)現(xiàn)的功能是：

（1）定義兩個(gè)變量，相加

（2）main方法new對象，調(diào)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(gè)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(gè)概念，那就是對棧幀進(jìn)一步拆分。

棧幀一共分為四個(gè)部分：局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)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(gè)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(dāng)于jvm的一個(gè)緩存，所有的操作都必須在此處進(jìn)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(jìn)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：

1. float，String類型也使用ldc指令
2. double和long類型使用ldc_2w
3. boolean類型視作0和1
4. null的入棧指令為：aconst_null

（2）存儲(chǔ)指令

將操作數(shù)棧中的常量保存在局部變量表中的某個(gè)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(gè)位置
• fstore_2：將上面入棧的浮點(diǎn)常量保存在局部變量表中的第2個(gè)位置
• dstore_10:將上面入棧的雙浮點(diǎn)常量保存在局部變量表中的第10個(gè)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(gè)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(gè)位置

（3）變量入棧指令

• iload_1：局部變量表中的第1個(gè)位置的整型變量入棧
• fload_2：局部變量表中的第1個(gè)位置的浮點(diǎn)型變量入棧
• dload_10:局部變量表中的第1個(gè)位置的雙浮點(diǎn)型變量入棧
• lload_20:局部變量表中的第1個(gè)位置的長整型變量入棧
• aload_100:局部變量表中的第100個(gè)位置的引用型變量入棧

（4）計(jì)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(jì)算，一次只能計(jì)算一個(gè)表達(dá)式

到此這篇關(guān)于Java代碼執(zhí)行過程解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java內(nèi)容請搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章！