深入理解JVM虚拟机第二十二篇：详解JVM当中与操作数栈相关的字节码指令
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本专栏简介：话不多说，让我们一起干翻JVM本文章简介：话不多说，让我们讲清楚JVM当中与操作数栈相关的字节码指令
文章目录
一： 操作数栈字节码指令
1：编写源码
2：javap解释整理字节码
3：通过jclasslib查看字节码指令
二：字节码分析
1：最全字节码指令分析
2：面试题
一： 操作数栈字节码指令
1：编写源码
public class OperandStackTest {
public void testAndOperation(){
byte i = 15;
int j = 8;
int k = i+j;
}
}
2：javap解释整理字节码
想要查看字节码文件呢，我们有两种方式，第一种就是直接进行javap，第二种就是使用jclasslib进行查看，我们先使用第一种。
PS D:\code\study\hadoop\shit\target\classes> javap -verbose .\OperandStackTest.class
Classfile /D:/code/study/hadoop/shit/target/classes/OperandStackTest.class
Last modified 2023年11月9日; size 421 bytes
SHA-256 checksum 487149a1edc4d19af0b1fe2369086c27c8765ff5e011491d1028d4f6cf1d9746
Compiled from "OperandStackTest.java"
public class OperandStackTest
minor version: 0
major version: 52
flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
this_class: #2 // OperandStackTest
super_class: #3 // java/lang/Object
interfaces: 0, fields: 0, methods: 2, attributes: 1
Constant pool:
#1 = Methodref #3.#19 // java/lang/Object."":()V
#2 = Class #20 // OperandStackTest
#3 = Class #21 // java/lang/Object
#4 = Utf8
#5 = Utf8 ()V
#6 = Utf8 Code
#7 = Utf8 LineNumberTable
#8 = Utf8 LocalVariableTable
#9 = Utf8 this
#10 = Utf8 LOperandStackTest;
#11 = Utf8 testAndOperation
#12 = Utf8 i
#13 = Utf8 B
#14 = Utf8 j
#15 = Utf8 I
#16 = Utf8 k
#17 = Utf8 SourceFile
#18 = Utf8 OperandStackTest.java
#19 = NameAndType #4:#5 // "":()V
#20 = Utf8 OperandStackTest
#21 = Utf8 java/lang/Object
{
public OperandStackTest();
descriptor: ()V
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."":()V
4: return
LineNumberTable:
line 1: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this LOperandStackTest;
public void testAndOperation();
descriptor: ()V
flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: bipush 15
2: istore_1
3: bipush 8
5: istore_2
6: iload_1
7: iload_2
8: iadd
9: istore_3
10: return
LineNumberTable:
line 3: 0
line 4: 3
line 5: 6
line 6: 10
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 11 0 this LOperandStackTest;
3 8 1 i B
6 5 2 j I
10 1 3 k I
}
SourceFile: "OperandStackTest.java"
3：通过jclasslib查看字节码指令
首先进行recompile Java文件为字节码文件，然后我们在idea的view下找到这个：
show ByteCode with JclassLib：
最终显示结果如下：
二：字节码分析
1：最全字节码指令分析
public class OperandStackTest {
public void testAndOperation(){
byte i = 15;
int j = 8;
int k = i+j;
}
}
0 bipush 15
2 istore_1
3 bipush 8
5 istore_2
6 iload_1
7 iload_2
8 iadd
9 istore_3
10 returnbipush将15这个值push到了操作数栈中，此时我们的操作数栈就有了第一个值。我们需要回顾一下：byte、short、char、boolean、int类型在声明之后往数组中进行存放的时候都会保存为int类型。也就是说虽然定义的是byte类型，但是存放到数组中就是int类型
栈帧在调用之初，栈帧被创建完成，其中的操作数栈和局部变量表是空的。PC寄存器中存放着第一条要执行的指令的地址。
istore_1将这个值从操作数栈放到了局部变量表中索引为1的位置，为什么不是0呢？因为这不是一个静态方法，索引为零的位置存放的是this。
此时的操作数栈就成了空，这是一个出栈的操作。过程中会修改PC寄存器中的索引值为下一条命令的索引值。
过程中会修改PC寄存器中的索引值为下一条命令的索引值。
同样的道理，8也会经过bipush和istore_2，然后最终的结果如下：
iload_1和iload_2命令会将变量中索引为1,2的数据取出来分别放到局部变量表中
最终的运行结果如下：
紧接着会进行一个iadd命令，这个命令呢会使数据进行出栈，然后相加。值得注意的是，字节码指令需要被翻译为机器指令，机器指令操作CPU进行相加。然后将结果23放到操作数栈当中。
运行结果如下：
最终，istore_3将这个值从操作数栈放到了局部变量表中索引为3的位置， 此时的操作数栈就成了空，这是一个出栈的操作。过程中会修改PC寄存器中的索引值为下一条命令的索引值。
最终的运行结果如下：
我们也注意到，局部变量表长度为4，操作数栈深度为2（看javap的结果），这也是与图中可以对应上的，唯一区别的是局部变量表中的因为篇幅原因，this的位置也就是索引为0的变量槽没有展示出来。
补充说明：
我们注意到bipush是将一个byte类型的数据push到操作数栈中基于int类型进行存储，还有sipush，这个字节码指令的含义是将short类型的数据push到操作数栈中基于int类型进行存储。
如果方法有返回值，那么最终的字节码指令将由return会变成ireturn。也就是将值做了一个返回，这个栈帧就结束了，另外一个调用此方法的栈帧会立即调用一个aload_x这样的一个操作，将上一个方法的返回值加载到此栈帧的操作数栈中。
public int getSum(){
int m = 10;
int n = 20;
int k = m+n;
return k;
}
public void testGetSum(){
//aload_0获取上一个栈帧返回的结果，并保存在操作数栈中。
int i = getSum();
int j = 10;
}2：面试题
i++ 和 ++j的区别是什么？
此问题，后续我们在字节码文章中会跟大家进行探讨