JVM学习笔记6:字节码执行引擎

一 概述

        JVM的字节码执行引擎，功能基本就是输入字节码文件，然后对字节码进行解析并处
理，最后输出执行的结果。其实现方式可能有通过解释器直接解释执行，或者是通过即时编译器产生本地代
码，也就是编译执行，当然也可能两者皆有。

1：解释运行
       以解释方式运行字节码解释执行的意思是：读一句执行一句
2：编译运行（JIT）
      将字节码编译成机器码直接执行机器码运行时编译，编译后性能有数量级的提升。

二 栈帧

              栈帧是用于支持JVM进行方法调用和方法执行的数据结构，栈帧随着方法调用而创
建，随着方法结束而销毁。里面存储了方法的局部变量、操作数栈、动态连接、方法返回
地址等信息。如下图示：
 

栈帧概念结构：

 

三 局部变量表
 

用来存放方法参数和方法内部定义的局部变量的存储空间。
1：以变量槽slot为单位，目前一个slot存放32位以内的数据类型
2：对于64位的数据占2个slot
3：对于实例方法，第0位slot存放的是this，然后从1到n，依次分配给参数列表
4：然后根据方法体内部定义的变量顺序和作用域来分配slot
5：slot是复用的，以节省栈帧的空间，这种设计可能会影响到系统的垃圾收集行为
 

四 操作数栈
 

用来存放方法运行期间，各个指令操作的数据。方法执行的过程中，会有各种字节
码指令向操作数栈中写入和获取数据，也就是入栈和出栈。
1：操作数栈中元素的数据类型必须和字节码指令的顺序严格匹配
2：在概念模型上，栈帧作为 JVM栈的元素，应该是完全相互独立的。但虚拟机在实现的时候
可能会做一些优化，让两个栈帧出现部分重叠区域，以存放公用的数据，避免额外的参数
复制传递过程。
 

五 动态连接

每个栈帧持有一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，以支持方法调用过
程的动态连接。
1：静态解析：类加载的时候，符号引用就转化成直接引用
2：动态连接：运行期间转换为直接引用

六 方法返回地址

方法执行后，要么正常完成并退出，要么发生异常导致退出。不管哪种方式，都需
要返回到方法被调用的位置，程序才能继续执行，这个位置就是方法返回地址。
 

七 方法调用概述

方法调用就是确定具体调用那一个方法，并不涉及方法内部的执行过程。
1：部分方法是直接在类加载的解析阶段，就确定了直接引用关系，包括：静态方法、私有方
法、实例构造器、父类方法这几种
2：但是对于实例方法，也称虚方法，因为重载和多态，需要运行期动态委派（dispatch）

八  分派

又分成静态分派和动态分派   或者 单分派和多分派
1：静态分派：所有依赖静态类型来定位方法执行版本的分派方式，比如：重载方法
2：动态分派：根据运行期的实际类型来定位方法执行版本的分派方式，比如：覆盖方法
 

单分派多分派就是按照分派思考的纬度，多余一个的就算多分派，只有一个的称为单分派。