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淺談一段java代碼是如何執(zhí)行的

 更新時(shí)間:2021年04月06日 10:22:40   作者:華為云  
這篇文章主要介紹了淺談一段java代碼是如何執(zhí)行的,小編覺(jué)得不錯(cuò),下面就一起來(lái)了解一下

本文分享自華為云社區(qū)《一段java代碼是如何執(zhí)行的》,原文作者:技術(shù)火炬手 。

當(dāng)你學(xué)會(huì)了java語(yǔ)言之后,你寫了一些代碼,然后你想要執(zhí)行你的代碼,來(lái)達(dá)成某些功能。那么,你都知道這段代碼都是如何執(zhí)行的嗎?

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(jiàn)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(jiǎn)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(shuō)過(guò),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(duì)應(yīng)棧幀m

a方法對(duì)應(yīng)棧幀ab方法對(duì)應(yīng)棧幀bc方法對(duì)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(guò)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(duì)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(duì)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(lái)回倒騰的過(guò)程。

下面對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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)于淺談一段java代碼是如何執(zhí)行的的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java代碼執(zhí)行內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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