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[开发工具]第4篇:JVM内存结构深度解析

JVM为什么可以跨平台详解

刚学习Java的都知道Java具有一次编译,到处运行这个优点。编译指的是从java文件变成class文件的过程。
我们根据以下代码来看下java文件变成class文件后是怎么样的。
image.png
编译后我们通过idea直接打开编译后的文件如下:
image.png
大家会发现跟java文件差不多,这里需要注意的是.class文件是二进制文件,这里是idea做了反编译处理(大家看红框处)。
?

我们使用notepad++打开,实际它应该长这样:
image.png
就是这样的二进制文件,不同的JVM就会产生不同的汇编语言,汇编语言是可以被cpu识别与执行的。如下图,可能window下二进制文件变成了000000,linux下二进制文件变成了111111。这样window执行000000,linux执行111111,而二进制文件只编译了一次!
image.png
?

代码执行流程解析JVM各个区域

这个二进制文件在windows下使用javap命令进行反汇编可以得到以下JVM指令。我根据JVM指令文件尽可能详细的介绍程序的流程。

javap -c 字节码文件名 > 反汇编后的文件名
Compiled from "ClassLoadTest.java"
public class com.evader.evaderjvm.jvm.two.ClassLoadTest {
  public com.evader.evaderjvm.jvm.two.ClassLoadTest();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static int calculate();
    Code:
       0: iconst_2     将int类型常量2压入栈
       1: istore_0	   将int类型值存入局部变量0
       2: iconst_3     将int类型常量3压入栈
       3: istore_1     将int类型值存入局部变量1
       4: iload_1      从局部变量1中装载int类型值
       5: iload_0	   从局部变量0中装载int类型值
       6: isub		   执行int类型的减法
       7: iconst_2     将int类型常量2压入栈    
       8: imul         执行int类型的乘法
       9: istore_2     将int类型值存入局部变量2
      10: iload_2	   从局部变量2中装载int类型值
      11: ireturn	   从方法中返回int类型的数据 

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: invokestatic  #3                  // Method calculate:()I
       6: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
       9: return
}

由于没有时间做动态图,以图片形式来展示,看过第一篇文章的应该都知道程序计数器的作用。下面一共十一个小长条,分别代表上面代码块中11~21行的执行过程(11行有个0,12行有个1,程序计数器就是这),下面每个过程我都用一句话描述。
image.png

  • 0 :局部变量表三个int变量都是0,将数字2放入操作数栈
  • 1 :将操作数栈中的数字2赋值给局部变量表的a对象
  • 2 :将数字3放入操作数栈
  • 3 :将操作数栈中的数字3赋值给局部变量表的b对象
  • 4 :将b的值3取出来放到操作数栈
  • 5 :将a的值2取出来放到操作数栈
  • 6 :将操作数栈中的3与2,拿到cpu中进行减法计算,结果是1
  • 7 :将数字2放入操作数栈(这个是乘号后面那个2)
  • 8 :将操作数栈中的1与2,拿到cpu中进行乘法计算,结果是2
  • 9 :将操作栈中的数字2赋值给局部变量表的result
  • 10:从局部变量表的result变量获取值放到操作数栈中
  • 11:返回结果(没有话小方块)
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加:2022-03-08 22:45:36  更:2022-03-08 22:45:45 
 
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