本篇文章记录:基于栈指令集与寄存器指令集的不同之处。
一、cpu组成结构
cpu的组成: 1、寄存器,用来暂存指令数据等处理对象; 2、控制器,把内存上的指令、数据等读入寄存器; 3、运算器,负责运算从内存读入寄存器的数据; 4、时钟,负责发出CPU开始计时的时钟信号。
二、寄存器
2-1、为什么存在寄存器?
由于cpu中的运算器执行速度很快,直接通过控制器读取内存中的数据跟不上运算器处理速度,故产生寄存器作为同内存之间的桥梁。寄存器同cpu绑定在一起。
2-2、寄存器作用是什么?
暂存指令数据等处理对象
三、目前流行的架构设计
主要有两种架构:
- 基于寄存器
- 基于栈架构【java虚拟机Hotspot】
四、个人理解栈指令集【Hotspot虚拟机】
4-1、处理过程
栈由一个个栈帧组成,每一个栈帧内部由局部变量表、操作数栈、方法返回地址、动态链接组成。 栈帧代表一个方法。 每一个线程有属于自己的栈,每一次执行栈顶的栈帧。 通过字节码指令读取局部变量表中的数据到操作数栈中,并通过cpu中的运算器进行计算并将结果压入操作数栈。
4-2、为什么栈指令集速度比寄存器慢
- 栈帧中的数据存储在内存中,cpu中的控制器读取内存数据慢于寄存器。
- 同样操作,栈中的指令数多于寄存器。因为,操作数栈包含压入、压出操作。
4-3、栈指令集有什么优点
- 跨平台,不同硬件厂商的cpu中寄存器指令集不同,但基于栈指令集架构使用cpu中的运算器,排除寄存器指令集差异。
4-4、栈指令集执行速度一定比寄存器慢吗?
不一定。 目前的虚拟机一般都是解释器同即时编译器组合模式。 解释器就如同上文中讲的到执行流程,而即时编译器是将代码中的热点方法、代码块进行本地编译成机器码【转换成寄存器模式】从而实现执行速度提升。
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