技術標籤：Javajavajvm

基於棧的位元組碼解釋執行引擎

這個棧，就是棧幀中的運算元棧。

解釋執行

先通過 javac 將程式碼編譯成位元組碼，虛擬機器再通過載入位元組碼檔案，解釋執行位元組碼檔案生成機器碼，解釋執行的流程如下：

詞法分析 -> 語法分析 -> 形成抽象語法樹 -> 遍歷語法樹生成線性位元組碼指令流

指令集分類

基於棧的指令集

• 優點：

  • 可移植：暫存器由硬體直接提供，程式如果直接依賴這些硬體暫存器，會不可避免的受到硬體的約束；
  • 程式碼更緊湊：位元組碼中每個位元組對應一條指令，多地址指令集中還需要存放參數；
  • 編譯器實現更簡單：不需要考慮空間分配問題，所需的空間都在棧上操作。

• 缺點： 執行速度稍慢

  • 完成相同的功能，需要更多的指令，因為出入棧本身就產生相當多的指令；
  • 頻繁的棧訪問導致頻繁的記憶體訪問，對於處理器而言，記憶體是執行速度的瓶頸。

• 示例： 兩數相加

  iconst_1  // 把常量1入棧
  iconst_1
  iadd      // 把棧頂兩元素出棧相加，結果入棧
  istore_0  // 把棧頂值存入第0個Slot中
  

基於暫存器的指令集

示例： 兩數相加

mov  eax, 1
add  eax, 1

執行過程分析

public class Architecture {
    /*
    calc函式的位元組碼分析：
    public int calc();
    descriptor: ()I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
    stack=2, locals=4, args_size=1 // stack=2，說明需要深度為2的運算元棧
                                   // locals=4，說明需要4個Slot的區域性變量表
    0: bipush 100                  // 將單位元組的整型常數值push到運算元棧
    2: istore_1                    // 將運算元棧頂的整型值出棧並存放到第一個區域性變數Slot中
    3: sipush 200
    6: istore_2
    7: sipush 300
    10: istore_3
    11: iload_1                    // 將區域性變量表第一個Slot中的整型值複製到運算元棧頂
    12: iload_2
    13: iadd                       // 將運算元棧中頭兩個元素出棧並相加，將結果重新入棧
    14: iload_3
    15: imul                       // 將運算元棧中頭兩個元素出棧並相乘，將結果重新入棧
    16: ireturn                    // 返回指令，結束方法執行，將運算元棧頂的整型值返回給此方法的呼叫者
    */
 

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

    public static void main(String[] args) {
        Architecture architecture = new Architecture();
        architecture.calc();
    }
}