Java 字节码技术详解( 三 ) _Java

同学们可以试着解析其他的常量定义。自己实践加上知识回顾，能有效增加个人的记忆和理解。
总结一下，常量池就是一个常量的大字典，使用编号的方式把程序里用到的各类常量统一管理起来，这样在字节码操作里，只需要引用编号即可。
4.5 查看方法信息
在 javap 命令中使用 -verbose 选项时，还显示了其他的一些信息。例如，关于 main 方法的更多信息被打印出来：
public static void main(java.lang.String[]);descriptor: ([Ljava/lang/String;)Vflags: ACC_PUBLIC, ACC_STATICCode:stack=2, locals=2, args_size=1可以看到方法描述: ([Ljava/lang/String;)V：

其中小括号内是入参信息/形参信息；
左方括号表述数组；
L 表示对象；
后面的java/lang/String就是类名称；
小括号后面的 V 则表示这个方法的返回值是 void；
方法的访问标志也很容易理解 flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC，表示 public 和 static 。

还可以看到执行该方法时需要的栈(stack)深度是多少，需要在局部变量表中保留多少个槽位, 还有方法的参数个数: stack=2, locals=2, args_size=1 。把上面这些整合起来其实就是一个方法：

public static void main(java.lang.String[]);
注：实际上我们一般把一个方法的修饰符+名称+参数类型清单+返回值类型，合在一起叫“方法签名”，即这些信息可以完整的表示一个方法。

稍微往回一点点，看编译器自动生成的无参构造函数字节码:

public demo.jvm0104.HelloByteCode();descriptor: ()Vflags: ACC_PUBLICCode:stack=1, locals=1, args_size=10: aload_01: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V4: return

你会发现一个奇怪的地方, 无参构造函数的参数个数居然不是 0: stack=1, locals=1, args_size=1 。这是因为在 Java 中, 如果是静态方法则没有 this 引用。对于非静态方法，this 将被分配到局部变量表的第 0 号槽位中, 关于局部变量表的细节,下面再进行介绍。

有反射编程经验的同学可能比较容易理解: Method#invoke(Object obj, Object... args); 有JavaScript编程经验的同学也可以类比: fn.Apply(obj, args) && fn.call(obj, arg1, arg2);

4.6 线程栈与字节码执行模型
想要深入了解字节码技术，我们需要先对字节码的执行模型有所了解。
JVM 是一台基于栈的计算机器。每个线程都有一个独属于自己的线程栈(JVM stack)，用于存储栈帧(Frame) 。每一次方法调用，JVM都会自动创建一个栈帧。栈帧由操作数栈，局部变量数组以及一个class 引用组成。class 引用指向当前方法在运行时常量池中对应的 class) 。
我们在前面反编译的代码中已经看到过这些内容。

文章插图

局部变量数组也称为局部变量表(LocalVariableTable), 其中包含了方法的参数，以及局部变量。局部变量数组的大小在编译时就已经确定: 和局部变量+形参的个数有关，还要看每个变量/参数占用多少个字节。操作数栈是一个 LIFO 结构的栈，用于压入和弹出值。它的大小也在编译时确定。
有一些操作码/指令可以将值压入“操作数栈”；还有一些操作码/指令则是从栈中获取操作数，并进行处理，再将结果压入栈。操作数栈还用于接收调用其他方法时返回的结果值。
4.7 方法体中的字节码解读
看过前面的示例，细心的同学可能会猜测，方法体中那些字节码指令前面的数字是什么意思，说是序号吧但又不太像，因为他们之间的间隔不相等。看看 main 方法体对应的字节码：
0: new #2 // class demo/jvm0104/HelloByteCode3: dup4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V7: astore_18: return间隔不相等的原因是, 有一部分操作码会附带有操作数, 也会占用字节码数组中的空间。
例如，new 就会占用三个槽位: 一个用于存放操作码指令自身，两个用于存放操作数。
因此，下一条指令 dup 的索引从 3 开始。
如果将这个方法体变成可视化数组，那么看起来应该是这样的：