深入理解JAVA虛擬機(jī)學(xué)習(xí)筆記20——字節(jié)碼指令4(其他指令)

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指令這塊的相關(guān)?信息我們?cè)谇皫灼奈恼轮幸呀?jīng)有了基本了解,這一篇不過(guò)多解釋了,將剩下的指令列出來(lái),作為記錄(節(jié)選自《深入理解JAVA虛擬機(jī)》)。

1、對(duì)象創(chuàng)建與訪問(wèn)指令

JVM對(duì)類(lèi)實(shí)例和數(shù)組創(chuàng)建和操作使用了不同的字節(jié)碼指令,包括:

創(chuàng)建類(lèi)實(shí)例的指令:new

創(chuàng)建數(shù)組的指令:newarray , anewarray , multianewarray

訪問(wèn)類(lèi)字段(static 字段,或者稱為類(lèi)變量)和實(shí)例字段(非static 字段,或者稱為實(shí)例變量)的指令:getfield , putfield , getstatic , putstatic

把一個(gè)數(shù)組元素加載到操作數(shù)棧的指令:baload , caload , saload , iaload , laload , faload , daload , aaload

將一個(gè)操作數(shù)棧的值存儲(chǔ)到數(shù)組元素中的指令:bastore , castore , sastore , iastore , fastore , dastore , aastore

取數(shù)組長(zhǎng)度的指令:arraylength

檢查類(lèi)實(shí)例類(lèi)型的指令:instanceof,checkcast

2.操作數(shù)棧管理指令

操作數(shù)棧的棧頂一個(gè)或兩個(gè)元素出棧:pop , po2

復(fù)制棧頂一個(gè)或兩個(gè)元素并將復(fù)制值或雙份值重新壓入棧頂:dup ,dup2,duo_x1,dup_x2,dup2_x2

將棧最頂端的兩個(gè)數(shù)值交換:swap

3.控制轉(zhuǎn)移指令

用于讓JVM有條件或無(wú)條件地從指定的位置指令(而不是控制轉(zhuǎn)移指令的下一條指令)繼續(xù)執(zhí)行程序,即有條件或無(wú)條件地修改PC寄存器的值。

控制轉(zhuǎn)移指令如下:

3.1、條件分支:ifeq、iflt、ifle、ifgt、ifge、ifnull、ifnonnull、empeq、if_icmpne、if_icmplt、if_icmpgt、if_icmple、if_icmpge、if_acmpeq和if_acmpne;

3.2、復(fù)合條件分支:tableswitch、lookupswitch;

3.3、無(wú)條件分支:goto、goto_w、jsr、jsr_w、ret;

JVM有專門(mén)處理int、reference類(lèi)型和檢測(cè)null值的指令:

對(duì)boolean、byte、char和short類(lèi)型的條件分支比較操作,都是使用int類(lèi)型的比較操作指令;

對(duì)long、float和double類(lèi)型的條件分支比較操作,則先會(huì)執(zhí)行相應(yīng)類(lèi)型的比較運(yùn)算指令(dempg、dempl、fempg、fempl、lemp),然后返回一個(gè)整型值到操作數(shù)棧中,再執(zhí)行int類(lèi)型的條件分支比較操作完成跳轉(zhuǎn);

所以java虛擬機(jī)提供的int類(lèi)型的條件分支指令是最為豐富和強(qiáng)大的。

4.方法調(diào)用和返回指令

方法調(diào)用指令主要是的以下5條:

1、invokevirtual指令:用于調(diào)用對(duì)象的實(shí)例方法,根據(jù)實(shí)際類(lèi)型進(jìn)行分派(虛方法分派),最常見(jiàn)的分派方式;

2、invokeinterface指令:用于調(diào)用對(duì)象接口方法,運(yùn)行時(shí)會(huì)搜索一個(gè)實(shí)現(xiàn)了該接口方法的對(duì)象,找出適合的方法進(jìn)行調(diào)用;

3、invokespecial指令:用于調(diào)用一些需要特殊處理的實(shí)例方法,包括實(shí)例初始化方法、私有方法和父類(lèi)方法;

4、invokestatic指令:用于調(diào)用類(lèi)方法(static方法);

5、invokedynamic指令:用于在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)解析出調(diào)用點(diǎn)限定符所引用的方法,并執(zhí)行該方法;

前面4條指令的分派邏輯都固化在JVM內(nèi),而invokedynamic指令的分派邏輯是由用戶所設(shè)定的引導(dǎo)方法決定的。

方法調(diào)用指令與數(shù)據(jù)類(lèi)型無(wú)關(guān),而方法返回指令是根據(jù)返回值類(lèi)型區(qū)分的,包括:

1、ireturn、lreturn、freturn、dreturn、areturn;

2、return:void方法、實(shí)例初始化方法以及類(lèi)和接口的類(lèi)初始化方法使用。

5.異常處理指令

Java程序中顯式拋出異常的操作(throw語(yǔ)句)都是由athrow指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的;

還有許多運(yùn)行時(shí)異常,會(huì)在JVM指令檢測(cè)到異常時(shí)自動(dòng)拋出,如idiv或ldiv指令除數(shù)為零時(shí),自動(dòng)拋出ArithmeticException異常;

另外,處理異常(catch語(yǔ)句)不是由字節(jié)碼指令實(shí)現(xiàn)的,而是采用異常表來(lái)完成(Code屬性中的異常)。

6.同步指令

Java虛擬機(jī)可以支持方法級(jí)的同步和方法內(nèi)部一段指令序列的同步。這兩種同步結(jié)構(gòu)都是使用管理(Monitor)來(lái)支持的。

方法級(jí)的同步是隱含的,既無(wú)需通過(guò)字節(jié)碼指令來(lái)控制,也實(shí)現(xiàn)在方法調(diào)用和返回操作之中。

同步一段指令序列通常是由Java語(yǔ)言中的synchronize語(yǔ)句塊來(lái)表示的,Java虛擬機(jī)的指令集中有monitorenter和monitorexit兩條指令來(lái)支持synchronize關(guān)鍵字的語(yǔ)義,正確實(shí)現(xiàn)synchronized關(guān)鍵字需要Java編譯器與Java虛擬機(jī)兩者共同協(xié)作支持。

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