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
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
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
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 33 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
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_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return public int add(); Code: 0: iconst_1 1: istore_1 2: iconst_1 3: istore_2 4: iload_1 5: iload_2 6: iadd 7: istore_3 8: iload_3 9: ireturn public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: new #2 // class HelloWorld 3: dup 4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 7: astore_1 8: aload_1 9: invokevirtual #4 // Method add:()I 12: pop 13: return }
五、Java 虚拟机指令手册
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
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_1 1: istore_1 2: iconst_1 3: istore_2 4: iload_1 5: iload_2 6: iadd 7: istore_3 8: iload_3 9: ireturn
