文章目录

Pre
运行时数据区总览
线程栈
- 概要
- 栈内部主要组成部分
- - 局部变量
  - 操作数栈
  - 动态链接
  - 方法出口
  - 小结
程序计数器
本地方法栈
附
- 测试demo
- javap
- JVM字节码指令集手册

Pre

JVM-01Java内存区域与内存溢出异常(上)【运行时区域数据】

JVM-02内存区域与内存溢出异常(中)【hotspot虚拟机对象】

JVM-03内存区域与内存溢出异常(下)【OutOfMemoryError案例】

运行时数据区总览

字节码文件被装载子系统装载到JVM中，字节码执行引擎负责执行这些字节码文件。
装载子系统和执行引擎都是C++的实现。

装载子系统： JVM-白话聊一聊JVM类加载和双亲委派机制源码解析

我们重点关注下运行时数据区域，先关注线程私有的这3个部分。

线程栈

概要

没给方法被执行的时候，JVM都会同步创建一个栈帧。

这个栈和数据结构的栈结构是一样的， FILO .

举个例子，方法A 中调用了方法B ，代码先执行方法A ，此时方法A 入栈，然后调用方法B，这个时候方法B入栈。当方法B执行结束后，方法B出栈，回到方法A执行的地方，方法A继续执行，执行结束，方法A出栈。

栈内部主要组成部分

【Java代码】

   public int doSomething() {int a = 1 ;int b = 2 ;int c = (a + b) * 10 ;return c;}

【javap -c 反汇编】

如何操作的，见文末，JVM字节码指令集也见文末

  public int doSomething();Code:0: iconst_11: istore_12: iconst_23: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: bipush        109: imul10: istore_311: iload_312: ireturn
}

0: iconst_1
1: istore_1 【i —> int类型】

iconst_1 是个什么鬼？查查操作手册

istore_1

iconst_0 和 istore_0 是默认存放调用该方法的对象。

这里就涉及到两个组成部分【局部变量】 + 【操作数栈】

局部变量

0x04  iconst_1  将 int 型 1 推送至栈顶
0x3c  istore_1  将栈顶 int 型数值存入第二个本地变量
0x05  iconst_2  将 int 型 2 推送至栈顶
0x3d  istore_2  将栈顶 int 型数值存入第三个本地变量

比对代码

  int a = 1 ;int b = 2 ;

iconst_1 ，将 int 1 压入操作数栈， istore_1 将栈顶 int 型数值存入第二个本地变量，这个时候会先将 1 出栈，然后存入局部变量表。

istore_1 、istore_2 存入本地变量，就是放到了局部变量表。

操作数栈

0x04  iconst_1  将 int 型 1 推送至栈顶
0x05  iconst_2  将 int 型 2 推送至栈顶

这两步的意思就是将代码中的 a 和 b 对应的值 1 和 2 压入操作数栈。

这个操作数栈本身也是栈结构， FILO . 入栈出栈

继续

 int c = (a + b) * 10 ;return c;

 4: iload_1    将第二个 int 型本地变量推送至栈顶  ----> a的值 1 入栈 （操作数栈）5: iload_2    将第三个 int 型本地变量推送至栈顶  ----> b的值 2 入栈 （操作数栈）6: iadd       将栈顶两 int 型数值相加并将结果压入栈顶  ---->  计算 a+b =3,结果压入栈顶 （a ,b 出栈，计算结果，然后将a+b的结果压入操作数栈）7: bipush        10      将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶  -----> 10 入栈 操作数栈）9: imul       将栈顶两 int 型数值相乘并将结果压入栈顶  ----> 计算乘积 3 * 10 ，将30压入操作数栈10: istore_3  将栈顶 int 型数值存入第四个本地变量  ------>  给 c赋值 11: iload_3   将第四个 int 型本地变量推送至栈顶  ----> 压入操作数栈 12: ireturn   从当前方法返回 int  ----> 返回

上面的行号 7 到9 ？没有9 。我们这个常量10 也要占位置嘛。

计算结果肯定是CPU执行的嘛，只不过数据是存放在内存中的。

简言之，操作数栈，是程序运行期间需要临时存放数据的内存空间。

动态链接

符号引用替换为直接引用。

我们知道在类装载的过程中，有个过程是【解析】

JVM-白话聊一聊JVM类加载和双亲委派机制源码解析

举个例子

 public static void main(String[] args) {Artisan artisan = new Artisan();artisan.doSomething();}

简单说当应用执行到artisan.doSomething()方法（非静态方法），需要找到这个方法在方法区的常量池中的具体的位置，这个过程就是动态链接

方法区#运行时常量池，是方法区的一部分。 Class文件中的常量池表用于存放编译期间生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后放到方法区的运行时常量池中。

方法出口

   public static void main(String[] args) {Artisan artisan = new Artisan();artisan.doSomething();}public int doSomething() {int a = 1 ;int b = 2 ;int c = (a + b) * 10 ;return c;}

doSomething方法执行完要回到main方法中，方法出口中记录的就是记录main方法中的位置，不记录的话，不知道回到main方法中的哪一行继续执行哇~

小结

程序计数器

简单理解，可以理解为记录程序执行的位置。

线程私有。

Java多线程，当线程A没有抢到CPU的执行权，如果没记录程序执行的位置，等下次抢到CPU执行权的时候，这尼玛咋弄？重新开始执行吗？

显然是不行的，所以需要程序计数器来给每个线程的执行到的行号做下标记。各个现场的程序计数器互不影响，独立存储。

我们来看看javap -c 处理的反汇编

简单理解，可以理解为上面的行号，实际上存储的是这行代码对应在内存中的指针位置。

字节码由谁来执行？肯定是字节码执行引擎嘛，所以字节码执行引擎肯定知道程序的执行位置，这样字节码执行引擎和程序计数器就关联起来了。

本地方法栈

native 方法底层C++的

附

测试demo

package com.gof.test;public class Artisan {public static void main(String[] args) {Artisan artisan = new Artisan();artisan.doSomething();}public int doSomething() { // public 类型int a = 1 ;int b = 2 ;int c = (a + b) * 10 ;return c;}
}

javap

用法: javap <options> <classes>
其中, 可能的选项包括:-help  --help  -?        输出此用法消息-version                 版本信息-v  -verbose             输出附加信息-l                       输出行号和本地变量表-public                  仅显示公共类和成员-protected               显示受保护的/公共类和成员-package                 显示程序包/受保护的/公共类和成员 (默认)-p  -private             显示所有类和成员-c                       对代码进行反汇编-s                       输出内部类型签名-sysinfo                 显示正在处理的类的系统信息 (路径, 大小, 日期, MD5 散列)-constants               显示最终常量-classpath <path>        指定查找用户类文件的位置-cp <path>               指定查找用户类文件的位置-bootclasspath <path>    覆盖引导类文件的位置

-c 对代码进行反汇编

 E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\bin> ./javap -c D:\IdeaProjects\GOF23\target\classes\com\gof\test\Artisan.class > Artisan.txt

查看 Artisan.txt

Compiled from "Artisan.java"
public class com.gof.test.Artisan {public com.gof.test.Artisan();Code:0: aload_01: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V4: returnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new           #2                  // class com/gof/test/Artisan3: dup4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V7: astore_18: aload_19: invokevirtual #4                  // Method doSomething:()I12: pop13: returnpublic int doSomething();Code:0: iconst_11: istore_12: iconst_23: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: bipush        109: imul10: istore_311: iload_312: ireturn
}

JVM字节码指令集手册

下载地址戳这里–>提取码：9ru5

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