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命令行查看字节码文件
class B{
private int a = 1234;
static long c = 1111;
public long test(long num) {
long ret = this.a + num + c ;
return ret ;
}
}
public class A {
private B b = new B() ;
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
long num = 4321;
long ret = a.b.test(num) ;
System.out.println(ret);
}
}
当虚拟机遇到一条 new 指令时,首先会检查这个指令的参数能否在常量池中定位一个符号引用。然后检查这个符号引用的类字节码是否加载、解析和初始化。如果没有,将执行对应的类加载过程。
拿我们上面的代码来说,执行 A 代码,在调用 private B b = new B() 时,就会触发 B 类的加载。
A 和 B 会被加载到元空间的方法区,进入 main 方法后,将会交给执行引擎执行。这个执行过程是在栈上完成的,其中有几个重要的区域,包括虚拟机栈、程序计数器等。
使用下面的命令编译源代码 A.java。
javac -g:lines -g:vars A.java
这将强制生成 LineNumberTable 和 LocalVariableTable。
使用如下代码查看字节码:
javap -p -v A.class
javap -p -v B.class
Test执行过程
public long test(long);
descriptor: (J)J
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
Code:
stack=4, locals=5, args_size=2
0: aload_0
1: getfield #2 // Field a:I
4: i2l
5: lload_1
6: ladd
7: getstatic #3 // Field c:J
10: ladd
11: lstore_3
12: lload_3
13: lreturn
LineNumberTable:
line 6: 0
line 7: 12
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 14 0 this Lcn/ren/demo/B;
0 14 1 num J
12 2 3 ret J
首先,注意 stack 字样,它此时的数值为 4,表明了 test 方法的最大操作数栈深度为 4。JVM 运行时,会根据这个数值,来分配栈帧中操作栈的深度。
相对应的,locals 变量存储了局部变量的存储空间。它的单位是 Slot(槽),可以被重用。其中存放的内容,包括:
- this
- 方法参数
- 异常处理器的参数
- 方法体中定义的局部变量
args_size 就比较好理解。它指的是方法的参数个数,因为每个方法都有一个隐藏参数 this,所以这里的数字是 2。
字节码运行流程
main 线程会拥有两个主要的运行时区域:Java 虚拟机栈和程序计数器。其中,虚拟机栈中的每一项内容叫作栈帧,栈帧中包含四项内容:局部变量报表、操作数栈、动态链接和完成出口。
(1)0: aload_0
把第 1 个引用型局部变量推到操作数栈,这里的意思是把 this 装载到了操作数栈中。
对于 static 方法,aload_0 表示对方法的第一个参数的操作。
(2)1: getfield #2
将栈顶的指定的对象的第 2 个实例域(Field)的值,压入栈顶。#2 就是指的我们的成员变量 a。
#2 = Fieldref #6.#27 // B.a:I
…
#6 = Class #29 // B
#27 = NameAndType #8:#9 // a:I
(3)i2l
将栈顶 int 类型的数据转化为 long 类型,这里就涉及我们的隐式类型转换了。图中的信息没有变动。
(4)lload_1
将第一个局部变量入栈。也就是我们的参数 num。这里的 l 表示 long,同样用于局部变量装载。你会看到这个位置的局部变量,一开始就已经有值了。
(5)ladd
把栈顶两个 long 型数值出栈后相加,并将结果入栈。
(6)getstatic #3
根据偏移获取静态属性的值,并把这个值 push 到操作数栈上。
(7)ladd
再次执行 ladd。
(8)lstore_3
把栈顶 long 型数值存入第 4 个局部变量。
还记得我们上面的图么?slot 为 4,索引为 3 的就是 ret 变量。
(9)lload_3
正好与上面相反。上面是变量存入,我们现在要做的,就是把这个变量 ret,压入虚拟机栈中。
(10)lreturn
从当前方法返回 long。
到此为止,我们的函数就完成了相加动作,执行成功了。