本文根據(jù)《深入理解java虛擬機(jī)》第8章部分內(nèi)容整理

?

根據(jù)一個代碼實例來介紹虛擬機(jī)中解釋器的執(zhí)行過程，代碼如下所示：

?

    public int calculate(){
	int a = 100;
	int b = 200;
	int c = 300;
	return (a + b) * c;
}
  

由上面的代碼可以看出，該方法的邏輯很簡單，就是進(jìn)行簡單的四則運(yùn)算加減乘除，我們編譯代碼后使用javap -verbose命令查看字節(jié)碼指令，具體字節(jié)碼代碼如下所示：?

?

    public int calculate();
  Code:
   Stack=2, Locals=4, Args_size=1
   0:   bipush  100
   2:   istore_1
   3:   sipush  200
   6:   istore_2
   7:   sipush  300
   10:  istore_3
   11:  iload_1
   12:  iload_2
   13:  iadd
   14:  iload_3
   15:  imul
   16:  ireturn
  LineNumberTable:
   line 3: 0
   line 4: 3
   line 5: 7
   line 6: 11

}
  

?根據(jù)字節(jié)碼可以看出，這段代碼需要深度為2的操作數(shù)棧（Stack=2）和4個Slot的局部變量空間（Locals=4）。下面，使用7張圖片來描述上面的字節(jié)碼代碼執(zhí)行過程中的代碼、操作數(shù)棧和局部變量表的變化情況。

?

上圖展示了執(zhí)行偏移地址為0的指令的情況，bipush指令的作用是將單字節(jié)的整型常量值（-128~127）推入操作數(shù)棧頂，后跟一個參數(shù)，指明推送的常量值，這里是100。

?

上圖則是執(zhí)行偏移地址為1的指令，istore_1指令的作用是將操作數(shù)棧頂?shù)恼椭党鰲２⒋娣诺降?個局部變量Slot中。后面四條指令（3、6、7、10）都是做同樣的事情，也就是在對應(yīng)代碼中把變量a、b、c賦值為100、200、300。后面四條指令的圖就不重復(fù)畫了。

上面展示了執(zhí)行偏移地址為11的指令，iload_1指令的作用是將局部變量第1個Slot中的整型值復(fù)制到操作數(shù)棧頂。

上圖為執(zhí)行偏移地址12的指令，iload_2指令的執(zhí)行過程與iload_1類似，把第2個Slot的整型值入棧。

上圖展示了執(zhí)行偏移地址為13的指令情況，iadd指令的作用是將操作數(shù)棧中前兩個棧頂元素出棧，做整型加法，然后把結(jié)果重新入棧。在iadd指令執(zhí)行完畢后，棧中原有的100和200出棧，它們相加后的和300重新入棧。

上圖為執(zhí)行偏移地址為14的指令的情況，iload_3指令把存放在第3個局部變量Slot中的300入棧到操作數(shù)棧中。這時操作數(shù)棧為兩個整數(shù)300,。

下一條偏移地址為15的指令imul是將操作數(shù)棧中前兩個棧頂元素出棧，做整型乘法，然后把結(jié)果重新入棧，這里和iadd指令執(zhí)行過程完全類似，所以就不重復(fù)畫圖了。

上圖是最后一條指令也就是偏移地址為16的指令的執(zhí)行過程，ireturn指令是方法返回指令之一，它將結(jié)束方法執(zhí)行并將操作數(shù)棧頂?shù)恼椭捣祷亟o此方法的調(diào)用者。到此為止，該方法執(zhí)行結(jié)束。

?

注：上面的執(zhí)行過程只是一種概念模型，虛擬機(jī)最終會對執(zhí)行過程做出一些優(yōu)化來提高性能，實際的運(yùn)作過程不一定完全符合概念模型的描述。不過從這段程序的執(zhí)行過程也可以看出棧結(jié)構(gòu)指令集的一般運(yùn)行過程，整個運(yùn)算過程的中間變量都是以操作數(shù)棧的出棧和入棧為信息交換途徑。

?

JVM學(xué)習(xí)筆記（九）：基于棧的解釋器執(zhí)行過程