JVM指令解析JAVA多维数组

最新推荐文章于 2024-08-21 22:41:33 发布

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#jvm #java #string #class #null #语言

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本文通过实验探讨了在JVM中多维数组的创建、读取和赋值过程，揭示了N维数组在栈上的对象占用情况，并通过具体的JVM指令分析，解释了数组读写的工作原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

群内一位培训老师发出来一个问题:
int[][] a = new int[10][10];
这种多维数组会在栈上生成几个对象?
这个问题新鲜,没人问过.
发出来后大家都认为有几个元素就会生成几个对象.

我开始也这么认为. 于是写个了程序试了下.发现没有那么简单

public static void main(String[] args) { int[][] a = new int[10][10]; }

根据class生成JVM指令:

public static void main(java.lang.String[]); Code: Stack=2, Locals=2, Args_size=1 0: bipush 10 2: bipush 10 4: multianewarray #2, 2; //class "[[I" 8: astore_1 9: return LineNumberTable: line 9: 0 line 25: 9 }

javap是不骗人的.明明白白的写着Stack=2,一看这结果,不明不白,再做几个例子看下

public static void main(String[] args) { int[][][][] a = new int[10][20][30][40]; }

对应JVM源码:

public static void main(java.lang.String[]); Code: Stack=4, Locals=2, Args_size=1 0: bipush 10 2: bipush 20 4: bipush 30 6: bipush 40 8: multianewarray #2, 4; //class "[[[[I" 12: astore_1 13: return LineNumberTable: line 9: 0 line 25: 13 }

又试了几个发现 数组有几维,就占用几个栈

再试一下赋值与读值

public static void main(String[] args) { int[][][][] a = new int[10][20][30][40]; a[9][16][17][18] = 999; }

对应JVM源码:

public static void main(java.lang.String[]); Code: Stack=4, Locals=2, Args_size=1 0: bipush 10 2: bipush 20 4: bipush 30 6: bipush 40 //四个值入操作数栈 8: multianewarray #2, 4; //class "[[[[I" 12: astore_1 13: aload_1 //把刚才new的数组的内存地址入栈顶 14: bipush 9 //将数组的第一维下标9入栈顶 16: aaload //根据栈顶的下标读取当前数组的内存地址 17: bipush 16 19: aaload 20: bipush 17 22: aaload //根据栈顶的下标读取当前数组的内存地址 23: bipush 18 //第四维下标入栈 25: sipush 999 //将要赋的值入栈 28: iastore //将值设置进当前指向的数组内存地址 29: return LineNumberTable: line 9: 0 line 10: 13 line 25: 29 }

我对JVM作了简单注释
由此可以看出
要想对一个多维数组赋值
要先一级一级的找出对应的内存引用地址
用高级语言的实现就类似于:

//various:数组名 //index:从0-N维数组依次的下标 //value:要给下标赋的值 setIntArrayValue(various, int...index, int value){ int* tmpPointer = null; //设置一个临时指针 for(int i = 0; i<index.length(); i++){ //遍历N维数组 tmpPointer = &(various[i]); //取出数组的引用 } *tmpPointer = value;//将最后的引用的指向地址赋值 }

读取数组里的值也跟赋值类似

public static void main(String[] args) { int[][][][] a = new int[10][20][30][40]; int x = a[9][16][17][18] }

int x = a[9][16][17][18]对应的JVM代码是

29: aload_1 //把局部变量里的数组的引用地址入栈顶 30: bipush 9 32: aaload //读取一维数组引用 33: bipush 16 35: aaload //读取2维数组引用 36: bipush 17 38: aaload //读取3维数组引用 39: bipush 18 41: iaload //读取4维数组内的内存数据到栈顶 42: istore_2 //将栈顶的值转存到2号标识变量

这样分析是不是很明了了!
最后总结一下:
N维数组,在栈上就占有N个对象
数组的读写都是从1维数组开始根据内存引用来向后查找,类似一个链表结构

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