第6章 类文件结构-字节码指令

java虚拟机的指令由一个字节长度的、代表着某种特定操作含义的数字(操作码,Opcode)以及跟随其后的零至多个代表此操作所需的参数(Operand)构成.操作码总数不能够超过256条;Class文件格式放弃了编译后代码的操作数长度对齐,虚拟机处理那些超过一字节的数据时,不得不在运行时从字节中重建出具体数据的结构

java虚拟机指令集中,大多数指令都包含其操作所对应的数据类型信息。操作码长度只有一个字节,java虚拟机的指令集对于特定的操作只提供了有限的的类型相关指令去支持它

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:将一个局部变量加载到操作栈:iload、iload_<n>等;将一个数值从操作数栈存储到局部变量表:istore、istore_<n>等;将一个常量加载到操作数栈:bipush等;扩充局部变量表访问索引的指令:wide

运算指令又哦你关于对两个操作数栈上的值进行某种特定运算,并将结果重新存入操作数栈顶。加法指令:iadd等;减法指令:isub等;乘法指令:imul等;除法指令:idiv等;求余指令:ineg等;取反指令:ineg等;位移指令:ishl等;按位或指令:ior、lor;按位于指令:iand、land;按位异或指令:ixor、lxor;局部变量自增指令:iinc;比较指令:dcmpg、dcmpl等。只有除法指令以及求余指令中当出现除数为零时会导致抛出异常,其余都不会。

类型转换指令可以将两种不同的类型互相转换,这些转换操作一般用于现实用户代码中的显示类型转换;尽管数据类型窄化转换可能会发生上限溢出、下限溢出和精度丢失等情况,永远不可能导致虚拟机的抛出运行时异常

类实力或者数据都是对象,但是创建和操作使用了不同的字节码指令。对象创建后,就可以通过对象访问指令获取对象实例或者数组实例中的字段或者数组元素:创建实例的指令:new

创建数据的指令:newarray、annewarray、multiannewarray

访问类字段和实例字段的指令:getfield、putfield、putstatic

操作数栈管理指令和一个普通的数据结构中的堆栈那样,java虚拟机提供了直接操作指令:pop、pop2 和 压入栈dup、dup2,栈最顶端的两个数指呼唤互换:swap

控制转移指令可以让java虚拟机有条件地从指定位置指令的下一条指令继续执行,可以认为就是有条件或者无条件地修改PC寄存器的值

方法调用和返回指令:

invokevirtual指令:调用对象的实例方法

invokeinterface指令:用于调用接口方法

invokespecial指令:用于调用一些需用特殊处理的实例方法

invokestatic指令:用于调用类静态方法

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

java虚拟机中,处理异常不是由字节码指令来实现的,而是采用异常表来完成

同步指令,java虚拟机可以支持方法级的同步和方法内部一段指令序列的同步,这两种同步结构都是使用管程(Monitor)来实现。方法级的同步是隐式的,无须通过字节码指令来控制,它实现在方法调用和返回操作之中。虚拟机可以从方法常量池中的方法表结构中ACC_SYNCHRONIZED访问标志得知一个方法是否被声明为同步方法。当方法调用时,调用指令会将检查方法的ACC_SYNCHRONIZED访问标示是否被设置,如果设置了,执行线程就要求线成功持有管程,然后才能执行方法,最后方法完成时释放管程,期间如果执行线程持有管程,那其他线程无法再获取到同一个管程,除非释放或者抛出异常

同步一段指令集序列通常是有Java语言中的synchronized语句块来表示的,java虚拟机的指令集中有monitorenter和monitorexit两条指令来支持synchronized关键字的寓意

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