Java栈和局部变量操作（二）

通用栈操作

        尽管java虚拟机指令集中的大多数指令都只处理一种特定的类型，但还是有些指令能进行类型无关的栈操作。这些通用（无类型）的指令不能用于分解两个字长的值。这些指令如下表：

操作码	操作数	说明
nop	（无）	不做任何操作
pop	（无）	从操作数栈弹出栈顶部的一个字
pop2	（无）	从操作数栈弹出最顶端的两个字
swap	（无）	交换栈顶部的两个字
dup	（无）	复制栈顶部的一个字
dup2	（无）	复制栈顶部的两个字
dup_x1	（无）	复制栈顶部的一个字，并将复制内容及原来弹出的两个字长的内容压入栈
dup_x2	（无）	复制栈顶部的一个字，并将复制内容及原来弹出的三个字长的内容压入栈
dup2_x1	（无）	复制栈顶部的两个字，并将复制内容及原来弹出的三个字长的内容压入栈
dup2_x2	（无）	复制栈顶部的两个字，并将复制内容及原来弹出的四个字长的内容压入栈

1，dup：复制栈顶部的一个字长的内容。

栈：

前：......,word

后：......,word,word

2,dup_x1:复制栈顶部一个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的两个字长的内容压入栈

栈：

前：......,word2,word1

后：......,word1,word2,word1

3,dup_x2:复制栈顶部一个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的三个字长的内容压入栈

栈：

前：.......,word3,word2,word1

后：.......,word1,word3,word2,word1

4,dup2:复制栈顶部长度为两个字长的内容

栈：

前：......,word2,word1

后：......,word2,word1,word2,word1

5,dup2_x1:复制栈顶部两个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的三个字长的内容压入栈

栈:

前：......,word3,word2,word1

后：.......,word2,word1,word3,word2,word1

6,dup2_x2:复制栈顶部两个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的四个字长的内容压入栈

栈:

前：......,word4,word3,word2,word1

后：.......,word2,word1,word4,word3,word2,word1

7,pop:弹出栈顶端一个字长的内容

栈:

前：......,word

后：.......

8，pop2：弹出栈顶端两个字长的内容

栈:

前：......,word2,word1

后：.......

9，swap：交换栈顶端两个字的内容

栈:

前：......,word2,word1

后：.......,word1,word2

例如如下代码：

public class StackTest {

 

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

String a;

String b;

a = new String("aaa");

b = new String("aaa");

}

 

}

用javap工具查看其字节码为：

Compiled from "StackTest.java"

public class StackTest extends java.lang.Object{

public StackTest();

Code:

0: aload_0

1: invokespecial #8; //Method java/lang/Object."<init>":()V

4: return

 

public static void main(java.lang.String[]);

Code:

0: new #16; //class java/lang/String

3: dup

4: ldc #18; //String aaa

6: invokespecial #20; //Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V

9: astore_1

10: new #16; //class java/lang/String

13: dup

14: ldc #18; //String aaa

16: invokespecial #20; //Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V

19: astore_2

20: return

 

}

3，把局部变量压入栈

    有几个操作码用于把int类型和float类型局部变量压入栈。一些操作码隐式的指向一个通常使用的局部变量位置。例如iload_0把int类型局部变量读入位置0，而其他局部变量则被一个从紧随操作码后第一个字节位置读取局部变量索引的操作码压入栈。

将一个字长的局部变量压入栈（把int和float类型局部变量压入栈的操作码如下）

操作码	操作数	说明
iload	vindex	将位置为vindex的int类型的局部变量压入栈
iload_0	(无)	将位置为0的int类型的局部变量压入栈
iload_1	(无)	将位置为1的int类型的局部变量压入栈
iload_2	(无)	将位置为2的int类型的局部变量压入栈
iload_3	(无)	将位置为3的int类型的局部变量压入栈
fload	vindex	将位置为vindex的float类型的局部变量压入栈
fload_0	(无)	将位置为0的float类型的局部变量压入栈
fload_1	(无)	将位置为1的float类型的局部变量压入栈
fload_2	(无)	将位置为2的float类型的局部变量压入栈
fload_3	(无)	将位置为3的float类型的局部变量压入栈

将两个字长的局部变量压入栈（将long类型和double类型的局部变量压入栈的指令，这些指令从栈帧的局部变量段向操作数栈段移动了两个字节的长度）

操作码	操作数	说明
lload	vindex	将位置为vindex和(vindex+1)的long类型的局部变量压入栈
lload_0	(无)	将位置为0和1的long类型的局部变量压入栈
lload_1	(无)	将位置为1和2的long类型的局部变量压入栈
lload_2	(无)	将位置为2和3的long类型的局部变量压入栈
lload_3	(无)	将位置为3和4的long类型的局部变量压入栈
dload	vindex	将位置为vindex和(vindex+1)的double类型的局部变量压入栈
dload_0	(无)	将位置为0和1的double类型的局部变量压入栈
dload_1	(无)	将位置为1和2的double类型的局部变量压入栈
dload_2	(无)	将位置为2和3double类型的局部变量压入栈
dload_3	(无)	将位置为3和4double类型的局部变量压入栈

将对象引用局部变量压入栈（把局部变量压入栈的最后的操作码组从栈帧的局部变量段向操作数段移动对象的引用，占据一个字长的空间）

操作码	操作数	说明
aload	vindex	将位置为vindex的对象引用局部变量压入栈
aload_0	(无)	将位置为0的对象引用局部变量压入栈
aload_1	(无)	将位置为1的对象引用局部变量压入栈
aload_2	(无)	将位置为2的对象引用局部变量压入栈
aload_3	(无)	将位置为3的对象引用局部变量压入栈

4，弹出栈顶元素，将其赋给局部变量

    对于每个将局部变量压入栈的操作码而言，都存在相应的弹出栈顶部元素并将其存储到局部变量中的操作码，执行弹出操作的操作码助记符可以通过把执行压入栈操作的操作码助记符中的“save”改成“load”的方式来表示，下表列出了从操作数栈顶部弹出int和float类型值并将其存储到局部变量中的操作码。这些操作码从栈顶部向局部变量移动一个字长的值。

弹出一个字长的值，将其赋给局部变量

操作码	操作数	说明
istore	vindex	从栈中弹出int类型值，然后将其存到位置为vindex的局部变量中
istore_0	(无)	从栈中弹出int类型值，然后将其存到位置为0的局部变量中
istore_1	(无)	从栈中弹出int类型值，然后将其存到位置为1的局部变量中
istore_2	(无)	从栈中弹出int类型值，然后将其存到位置为2的局部变量中
istore_3	(无)	从栈中弹出int类型值，然后将其存到位置为3的局部变量中
fstore	vindex	从栈中弹出float类型值，然后将其存到位置为vindex的局部变量中
fstore_0	(无)	从栈中弹出float类型值，然后将其存到位置为0的局部变量中
fstore_1	(无)	从栈中弹出float类型值，然后将其存到位置为1的局部变量中
fstore_2	(无)	从栈中弹出float类型值，然后将其存到位置为2的局部变量中
fstore_3	(无)	从栈中弹出float类型值，然后将其存到位置为3的局部变量中

      下表列出了弹出long类型和double类型值并将其存储到局部变量中的指令。这些指令从操作数栈顶部向局部变量移动两个字长的值

操作码	操作数	说明
lstore	vindex	从栈中弹出long类型值，然后将其存到位置为vindex和(vindex+1)的局部变量中
lstore_0	(无)	从栈中弹出long类型值，然后将其存到位置为0和1的局部变量中
lstore_1	(无)	从栈中弹出long类型值，然后将其存到位置为1和2的局部变量中
lstore_2	(无)	从栈中弹出long类型值，然后将其存到位置为2和3的局部变量中
lstore_3	(无)	从栈中弹出long类型值，然后将其存到位置为3和4的局部变量中
dstore	vindex	从栈中弹出double类型值，然后将其存到位置为vindex和(vindex+1)的局部变量中
dstore_0	(无)	从栈中弹出double类型值，然后将其存到位置为0和1的局部变量中
dstore_1	(无)	从栈中弹出double类型值，然后将其存到位置为1和2的局部变量中
dstore_2	(无)	从栈中弹出double类型值，然后将其存到位置为2和3的局部变量中
dstore_3	(无)	从栈中弹出double类型值，然后将其存到位置为3和4的局部变量中

     从栈中弹出值并将其存储到局部变量中的操作码如下表，这些操作码从操作数栈顶弹出一个对象引用，并将其存储到局部变量中

操作码	操作数	说明
astore	vindex	从栈中弹出对象引用，然后将其存到位置为vindex的局部变量中
astore_0	(无)	从栈中弹出对象引用，然后将其存到位置为0的局部变量中
astore_1	(无)	从栈中弹出对象引用，然后将其存到位置为1的局部变量中
astore_2	(无)	从栈中弹出对象引用，然后将其存到位置为2的局部变量中
astore_3	(无)	从栈中弹出对象引用，然后将其存到位置为3的局部变量中

5,wide指令

无符号8位局部变量索引（比如iload指令后面的那个索引），把方法中局部变量数的限制在256以下。一条单独的wide指令可以将8位的索引再扩展8位，就可以把局部变量数的限制扩展到65536.。wide操作码修改了其他的操作码。wide指令能够在诸如iload之类使用8位无符号局部变量索引的指令的前面执行。跟随在wide操作码和修改过的操作码之后的两个字节组成向局部变量的16位无符号索引

      下表列出了所有能够被wide指令修改的操作码。例如一个字节流序列包含了下面的指令wide iload 257 那么在这个方法的字节流序列中，不会允许其他任何操作码直接跳转到iload操作码的位置。在这种情况下，iload操作码必须一直作为wide操作码的一个操作数来执行。

操作码	操作数	说明
wide	iload,index	从局部变量位置为index的地方取出int类型值，并将其压入栈
wide	lload ,index	从局部变量位置为index的地方取出long类型值，并将其压入栈
wide	fload,index	从局部变量位置为index的地方取出float类型值，并将其压入栈
wide	dload,index	从局部变量位置为index的地方取出double类型值，并将其压入栈
wide	aload,index	从局部变量位置为index的地方取出对象引用，并将其压入栈
wide	istore,index	从栈中弹出int类型值，将其存入位置为index的局部变量中
wide	lstore,index	从栈中弹出long类型值，将其存入位置为index的局部变量中
wide	fstore,index	从栈中弹出float类型值，将其存入位置为index的局部变量中
wide	dstore,index	从栈中弹出double类型值，将其存入位置为index的局部变量中
wide	astore,index	从栈中弹出对象引用，将其存入位置为index的局部变量中

跳转指令并不允许直接跳转到被wide指令修改过的操作码。