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JVM总括三-字节码、字节码指令、JIT编译执行

JVM总括三-字节码、字节码指令、JIT编译执行


 

  java文件编译后的class文件,java跨平台的中间层,JVM通过对字节码的解释执行(执行模式,还有JIT编译执行,下面讲解),屏蔽对操作系统的依赖。一个字节(8位)可以储存256中不同的指令,这样的指令就是字节码,java所有指令有200个左右,这些指令组成了字节码文件(.class)。

一、字节码的主要指令:

  .class文件里面的十六进制文件(如:图一),其中CAFE BABE是标志这个文件为java的编译后的文件,00000034代表版本号,01670700一个字节(8位)就是一个字节指令,由于数值指令太难看懂,我们可以用javap将指令翻译为助记指令(如:图二)。

  图一

  图二

1、加载或储存指令

  在栈帧中,通过指令操作数据在局部变量表与操作栈间传递。

ILOAD、ALOAD:将int、对象引用类型从局部变量表压入操作栈顶;ISTORE、ASTORE:将int、对象引用类型从操作栈顶储存到局部变量表里;ICONST、BIPUSH、SIPUSH、LDC:将常亮加载到操作栈顶。

2、运算指令

  对操作栈上的值进行运算,并把结果写入操作栈顶,如IADD、IMUL

3、类型转换指令

  I2L、D2F

4、对象创建与访问指令

   NEW

 除了字节码指令外,还包括像LINENUMBER储存字节码与源码对应,方便调试定位;LOCALVARIABLE储存当前方法使用到的局部表量表。

二、java源码文件转化为字节码(.class)文件的过程

   JAVA源文件---------->词法解析---------->语法解析---------->语义分析--------->生成字节码--------->字节码文件

  词法分析:根据空格分割出单词、操作符等,形成token信息流;

  语法分析:根据token流和java语法规范生成语法树;

  语义分析:检查关键字、类型匹配是否正确;

三、执行模式

1、解释执行

  JVM通过加载到的字节码进行执行;

2、JIT编译执行

  将热点代码(例如:高频方法体、循环体、公共模块)直接翻译成机器码,提高以后的执行效率;

3、JIT编译执行与解释执行混合执行(主流JVM执行模式)

  每次方法调用的时候,方法调用计数器加1,如果计数达到阈值,请求编译成机器码,将机器码放在Code cache里面,下次执行查看是否已编译成机器码,已编译的直接执行机器码,没有编译的通过解释执行(也就是执行字节码);