微信公众号搜"智元新知"关注
微信扫一扫可直接关注哦!

【JVM技术探索】class字节码指令操作介绍上

### 前提概要 > **Java虚拟机的指令由一个字节长度、代表着某种特定操作含义的数字(称为操作码, Opcode)以及跟随其后的零至多个代表此操作所需参数(称为操作数,Operands)而构 成**。 ### 指令介绍 > **由于限制了Java虚拟机操作码的长度为一个字节(即 0~255),这意味着指令集的操作码总数不可能超过256条。** **大多数的指令都包含了其操作所对应的数据类型信息,例如**: - **iload 指令用于从局部变量表中加载int型的数据到操作数栈中** - **fload 指令加载的则是float 类型的数据。** - **大部分的指令都没有支持整数类型 byte、char 和 short,甚至没有任何指令支持 boolean类型。** - **大多数对于 boolean、byte、short 和 char 类型数据的操作,实际上都是使用相应的 int 类型作为运算类型** #### 加载和存储指令 > **用于将数据在栈帧中的局部变量表和操作数栈之间来回传输,这类指令包括如下内容。** **将一个局部变量加载到操作栈**: ```` iload、iload_<n>、 lload、lload_<n>、 fload、fload_<n>、 dload、dload_<n>、 aload、aload_<n>。 ```` 将一个数值从操作数栈存储到局部变量表 ```` istore、istore_<n>、 lstore、lstore_<n>、 fstore、fstore_<n>、 dstore、dstore_<n>、 astore、astore_<n>。 ```` 将一个常量加载到操作数栈 ```` bipush、sipush、 ldc、ldc_w、ldc2_w、 aconst_null、 iconst_m1、iconst_<i>、lconst_<l>、 fconst_<f>、dconst_<d>。 ```` **扩充局部变量表的访问索引的指令** > wide #### 运算或算术指令 用于对**两个操作数栈**上的值进行某种特定运算,**并把结果重新存入到操作栈顶**。 ```` 加法指令:iadd、ladd、fadd、dadd。 减法指令:isub、lsub、fsub、dsub。 乘法指令:imul、lmul、fmul、dmul 等等 ```` #### 类型转换指令 **可以将两种不同的数值类型进行相互转换,Java 虚拟机直接支持以下数值类型的宽化类型转换 (即小范围类型向大范围类型的安全转换):** - int 类型到 long、float 或者 double 类型。 - long 类型到 float、double 类型。 - float 类型到 double 类型。 处理窄化类型转换(Narrowing Numeric Conversions)时,必须显式地使用转换指令来完 成,这些转换指令包括: ```` i2b、i2c、i2s、l2i、f2i、f2l、d2i、d2l 和 d2f。 ```` #### 创建类实例的指令: > new。 #### 创建数组的指令: > **newarray、anewarray、multianewarray。** #### 访问字段指令: > **getfield、putfield、getstatic、putstatic。** #### 数组存取相关指令 把一个数组元素加载到操作数栈的指令: ```` baload、caload、 saload、iaload、 laload、faload、 daload、aaload。 ```` 将一个操作数栈的值存储到数组元素中的指令: ```` bastore、castore、sastore、iastore、 fastore、dastore、aastore。 ```` 取数组长度的指令: ```` arraylength。 ```` 检查类实例类型的指令: ```` instanceof、checkcast。 ```` #### 操作数栈管理指令 如同操作一个普通数据结构中的堆栈那样,Java 虚拟机提供了一些用于直接操作操作数栈 的指令,包括: 将操作数栈的栈顶一个或两个元素出栈 ```` pop、pop2。 ```` 复制栈顶一个或两个数值并将复制值或双份的复制值重新压入栈顶: ```` dup、dup2、dup_x1、dup2_x1、dup_x2、dup2_x2。 ```` 将栈最顶端的两个数值互换: ```` swap ```` #### 控制转移指令 控制转移指令可以让 Java 虚拟机有条件或无条件地从指定的位置指令而不是控制转移指 令的下一条指令继续执行程序,从概念模型上理解,可以认为控制转移指令就是在有条件 或无条件地修改 PC 寄存器的值。控制转移指令如下。 条件分支: ```` ifeq、iflt、ifle、ifne、ifgt、ifge、ifnull、ifnonnull、if_icmpeq、if_icmpne、 if_icmplt、if_icmpgt、if_icmple、if_icmpge、if_acmpeq 和 if_acmpne。 ```` 复合条件分支: ```` tableswitch、lookupswitch。 ```` 无条件分支: ```` goto、goto_w、jsr、jsr_w、ret。 ```` #### 方法调用指令 - invokevirtual 指令用于调用对象的实例方法,根据对象的实际类型进行分派(虚方法分 派),这也是 Java 语言中最常见的方法分派方式。 - invokeinterface 指令用于调用接口方法,它会在运行时搜索一个实现了这个接口方法的对 象,找出适合的方法进行调用。 - invokespecial 指令用于调用一些需要特殊处理的实例方法包括实例初始化方法、私有方法父类方法。 - invokestatic 指令用于调用方法(static 方法)。 - invokedynamic **指令用于在运行时动态解析出调用点限定符所引用的方法,并执行该方法,前面 4 条调用指令的分派逻辑都固化在 Java 虚拟机内部,而 invokedynamic 指令的分派逻辑是由用户所设定的引导方法决定的。** 方法调用指令与数据类型无关。 #### 方法返回指令 是根据返回值的类型区分的,包括 ```` ireturn(当返回值是 boolean、byte、char、short 和 int 类型时使用)、 lreturn、freturn、dreturn 和 areturn, 另外还有一条 return 指令供声明为void 的方法、 实例初始化方法以及类和接口的类初始化方法使用。 ```` #### 异常处理指令 在 Java 程序中显式抛出异常的操作(throw 语句)都由 athrow 指令来实现 #### Synchronized指令 有 monitorenter 和 monitorexit 两条指令来支持 synchronized 关键字的语义 ![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-b310755d8816257c193bfca7b9d271ff448.JPEG)

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 [email protected] 举报,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐