文章目录

• 一、线程栈
• 二、栈帧
• 三、栈帧 - 局部变量表
• 四、反汇编字节码文件
• 五、Java 虚拟机指令手册
• 六、程序计数器

一、线程栈

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装载 HelloWorld.class 字节码文件到 Java 虚拟机内存中 , 会将该字节码文件中的数据进行分解 , 放到不同的内存区域中 ;

public class HelloWorld {public int add() {int a = 1;int b = 1;int c = a + b;return c;}public static void main(String[] args) {HelloWorld helloWorld = new HelloWorld();helloWorld.add();} }

运行该 HelloWorld.class 字节码文件 , 会创建一个进程 ;

java HelloWorld.class

main 方法是程序入口 , 运行后会创建一个线程 , 就是程序的主线程 ;

public static void main(String[] args) {

此时会针对 main 主线程 , 创建主线程的线程栈 ;

每个 线程 , 都要创建一个 线程栈 ;

二、栈帧

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创建 main 主线程独有的 线程栈 , 主要存放 " 栈帧 " , 每个方法都对应一个 栈帧 , 这里存放的是 main 方法对应的栈帧 , 栈帧中存放 临时变量 , 操作数 ;

" 栈帧 " 同数据结构中的 栈 性质相同 , 先进后出 , 后入先出 ;

主线程 线程栈 中 , 执行 main 函数 , 放入了 main 方法的 栈帧 , 然后创建了 HelloWorld 对象 , 又执行该对象的 add 方法 , 又放入了 add 方法的 栈帧 ;

线程栈 中以 栈 的方式 管理 " 栈帧 " , 后进入的 栈帧 先执行 , 执行完毕后 , 从 线程栈 中 移出 ;

" 栈帧 " 中存储的是 局部变量表 , 操作数栈 , 动态链接 , 方法出口 ;

三、栈帧 - 局部变量表

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局部变量表 :

以如下方法为例 :

public int add() {int a = 1;int b = 1;int c = a + b;return a + b;}

局部变量表 , 存储局部变量 , 就是上述方法中的 a , b, c , $3$ 个局部变量 ;

在 main 方法的 栈帧 的局部变量表中 , 存储局部变量 helloWorld ; 但是注意 HelloWorld 对象的数据存储位置是 堆 ;

public static void main(String[] args) {HelloWorld helloWorld = new HelloWorld();helloWorld.add();}

四、反汇编字节码文件

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使用

javac HelloWorld.java

命令 , 将 HelloWorld.java 编译为 HelloWorld.class 字节码文件

使用

javap -c HelloWorld.class

命令 , 对 HelloWorld.class 字节码文件进行反汇编 ;

D:\java>javap -c HelloWorld.class Compiled from "HelloWorld.java" public class HelloWorld {public HelloWorld();Code:0: aload_01: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V4: returnpublic int add();Code:0: iconst_11: istore_12: iconst_13: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: istore_38: iload_39: ireturnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new #2 // class HelloWorld3: dup4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V7: astore_18: aload_19: invokevirtual #4 // Method add:()I12: pop13: return }

五、Java 虚拟机指令手册

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反汇编的结果都是 Java 虚拟机指令 ; 这些指令都是交给 Java 虚拟机 执行的 ;

根据 Java 虚拟机 指令手册 , 分析上面的 Java 虚拟机指令 ;

附件中有一份 Java 虚拟机指令手册 , 可以在博客资源中下载 ;

六、程序计数器

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CPU 时间片轮转 : 假设有一个单核 CPU , 给每个线程都会划分一个运行时间 ;

将 1 秒钟拆分成 1000 份 , 每份 1ms ; 很多线程在争取 CPU 资源 , 操作系统需要给每个线程进行 CPU 时间分配 , 如给线程 1 分配 3ms , 线程 2 分配 5ms , 线程 1 执行完毕后 , 马上切换到线程 2 执行 , 线程 2 执行完毕后 , 马上其它线程继续抢占 ;

线程 1 执行了 3ms , 然后 CPU 运行线程 2 , 假如 x ms 之后 , 再次回到线程 1 运行 , 需要靠程序计数器记录应该执行哪条 JVM 指令 ;

多个线程并发运行时 , 相互交叉抢占 CPU 资源 , 线程执行完分配的 CPU 时间后 , 需要记录下当前运行到哪 , 下一次分配到 CPU 资源后 , 继续执行哪条 JVM 指令 , 这里就需要 程序计数器 来实现该功能 ;

程序计数器就是记录下面的 JVM 指令前的数字 ;

public int add();Code:0: iconst_11: istore_12: iconst_13: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: istore_38: iload_39: ireturn

总结

以上是生活随笔为你收集整理的【Java 虚拟机原理】线程栈 | 栈帧 | 局部变量表 | 反汇编字节码文件 | Java 虚拟机指令手册 | 程序计数器的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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