JVM架构模型

JVM架构模型

来自小张的博客

Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构，另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。具体来说：这两种架构之间的区别：

基于栈式架构的特点

• 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统；
• 避开了寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配。
• 指令流中的指令大部分是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈。指令集更小，编译器容易实现。
• 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台

基于寄存器架构的特点

• 典型的应用是x86的二进制指令集：比如传统的PC以及Android的Davlik虚拟机。
• 指令集架构则完全依赖硬件，可移植性差
• 性能优秀和执行更高效
• 花费更少的指令去完成一项操作。
• 在大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主，而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主

举例

1、同样执行10+20这种逻辑操作，其指令分别如下：

基于栈的计算流程（以Java虚拟机为例）：

 0 bipush 10 		//入栈10
 2 istore_0		//存入局部变量表0位置
 3 bipush 20		//入栈20
 5 istore_1		//存入局部变量表1位置
 6 iload_0		//取出局部变量表0位置的值
 7 iload_1		//取出局部变量表1位置的值
 8 iadd			//相加
 9 istore_2		//存入局部变量表2位置
10 return

基于寄存器的计算流程（以汇编为例）

mov ax,10
add ax,20

总结

由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。