Java位元組碼淺析（—）

標籤：

英文原文連結，譯文連結，原文James Bloom，譯者：有孚

明白Java代碼是如何編譯成位元組碼並在JVM上啟動並執行非常重要，這有助於理解程式啟動並執行時候究竟發生了些什麼。理解這點不僅能搞清語言特性是如何?的，並且在做方案討論的時候能清楚相應的副作用及權衡利弊。

本文介紹了Java代碼是如何編譯成位元組碼並在JVM上執行的。想瞭解JVM的內部結構以及位元組碼運行時用到的各個記憶體地區，可以看下我前面的一篇關於JVM內部細節的文章。

 

本文分為三部分，每一部分都分成幾個小節。每個小節都可以單獨閱讀，不過由於一些概念是逐步建立起來的，如果你依次閱讀完所有章節會更簡單一些。每一節都會覆蓋到Java代碼中的不同結構，並詳細介紹了它們是如何編譯並執行的。

1. 第一部分， 基礎概念

變數局部變數

JVM是一個基於棧的架構。方法執行的時候（包括main方法），在棧上會分配一個新的幀，這個棧幀包含一組局部變數。這組局部變數包含了方法運行過程中用到的所有變數，包括this引用，所有的方法參數，以及其它局部定義的變數。對於類方法（也就是static方法）來說，方法參數是從第0個位置開始的，而對於執行個體方法來說，第0個位置上的變數是this指標。

局部變數可以是以下這些類型：

* char
* long
* short
* int
* float
* double
* 引用
* 返回地址

除了long和double類型外，每個變數都只佔局部變數區中的一個變數槽(slot)，而long及double會佔用兩個連續的變數槽，因為這些類型是64位的。

當一個新的變數建立的時候，運算元棧（operand stack）會用來儲存這個新變數的值。然後這個變數會儲存到局部變數區中對應的位置上。如果這個變數不是基礎類型的話，本地變數槽上存的就只是一個引用。這個引用指向堆的裡一個對象。

比如：

int i = 5;

編譯後就成了

0: bipush      52: istore_0

bipush	用來將一個位元組作為整型數字壓入運算元棧中，在這裡5就會被壓入運算元棧上。
istore_0	這是istore_這組指令集（譯註：嚴格來說，這個應該叫做作業碼，opcode ,指令是指作業碼加上對應的運算元，oprand。 不過作業碼一般作為指令的助記符，這裡統稱為指令）中的一條，這組指令是將一個整型數字儲存到本地變數中。 n代表的是局部變數區中的位置，並且只能是0,1,2,3。再多的話只能用另一條指令istore了，這條指令會接受一個運算元，對應的是局部變數區中的位置資訊。

Java位元組碼淺析（—）