底层软件设计内幕

/ 同步当前执行状态// 将线程状态改为挂起// 处理异常在函数中，检查当前线程是否需要挂起。通过sync_state同步执行状态，再将线程状态切换为挂起，同时检查是否存在异常需要处理。这个函数将在以下场景中被调用。

整型（int：32 位的有符号整数。长整型（long：64 位的有符号整数。浮点型（float：32 位的 IEEE 754 单精度浮点数。双精度浮点型（double：64 位的 IEEE 754 双精度浮点数。引用类型（reference：对象或数组的引用。字节（byte）、字符（char）、短整型（short：在操作栈上以 32 位存储，但实际大小为 8 位、16 位。解释器需要根据数据类型的不同执行相应的操作，例如在栈中存储和操作整型和长整型时的差异。

异常处理机制在 JVM 中扮演着至关重要的角色。Java 虚拟机通过异常机制来捕获和处理运行时的错误，并确保代码在异常发生后可以有条不紊地退出或恢复。对于 JVM 解释器而言，异常处理不仅涉及栈帧的回溯和恢复，还要确保栈帧的一致性和内存状态的正确性。本篇将深入探讨 JVM 解释器的异常处理机制，包括异常捕获流程、栈帧的回溯与恢复、异常处理器的查找等内容，并通过伪代码进行说明。

在虚拟机实现中，栈帧管理是解释器设计的核心组件之一。栈帧是一个函数调用的上下文，用于存储局部变量、操作数栈、返回地址等数据。在 JVM 的解释器实现中，栈帧的管理尤为重要，不仅要处理函数调用的入栈和返回的出栈，还需要兼顾多线程环境中的内存分配与回收。JVM 解释器中的栈帧管理是一个复杂而关键的技术点。通过栈帧的结构设计和多线程环境下的管理，解释器实现了方法调用和返回的动态内存管理。本文讨论了栈帧的分配、回收、局部变量表和操作数栈的管理，并提出了一些性能优化的方向，如按需分配和栈帧缓存。

在 JVM 解释器的设计中，字节码指令的执行效率直接影响到虚拟机的性能。解释器的主要任务是逐条解释并执行字节码指令，因此如何优化字节码的处理，减少每条指令的执行开销，是提升解释器性能的核心。本篇文章将探讨 JVM 解释器在字节码执行上的优化策略，包括指令缓存、分支预测、内存访问优化和字节码级别的微优化，以期实现更高效的字节码解释执行。

通过指令实现方法调用的过程涉及类加载、解析、vtable 的构建与填充等多个步骤。OpenJDK 的实现利用了 vtable 的动态查找机制，支持 Java 的多态性和动态绑定特性。理解这一过程对于深入学习 Java 的运行机制和优化代码性能至关重要。

解释器是虚拟机VM的重要组成部分，解释器其实和编译器在很多时候都是相近的概念，特别上实现过程中的概念。最近看到了一个系列文章，目前有14章，讲了如何用Python语言实现一套完整的解释器，来解释执行一个非常古老的语言——Pascal语言的源代码。我看过以后觉得有点意义，循序渐进不疾不徐。但是原文写的有点繁琐了。于是我花了几晚时间翻译和简化一下。目前共13章，后面陆续跟进。...

未完待续Table of ContentsScopes and scoped symboltables Procedure declarations with formalparameters Proceduresymbols Nestedscopes Scope tree: Chaining scoped symboltables Nested scopes and ...

如果一件事值得做，那就值得做过头儿.语义分析简介看看下面这个例子，引入我们的定义：x := x + y;Paser是怎么知道x和y之前有没有声明过呢？并不能，所以我们需要语义分析这个过程，来回答好这个问题。所以基本上，语义分析就是这样一个工作，让我们检查一个程序是不是合理，根据语言的定义，它的意义是什么。什么样的程序是合理的？这涉及到语言的定义和语言的需求。比...

“不怕慢，就怕停” -中国谚语.什么是过程声明procedure declaration? 过程声明是一个语言模块，定义了一个标识符（过程的名字）和对应的Pascal代码块。有点像C语言的函数。严格定义：Pascal过程没有返回值. Pascal过程可以嵌套 可以有形参这个是我们今天的测试Pascal程序：PROGRAM Part12;VAR a :...

今天的目标是：搭建一个支持Pascal编程语言子集的全功能解释器。我们使用的Pascal的例子程序，可以被Free Pascal compiler,fpc.编译通过。当然，我们希望我们的解释器可以成功解释通过。例子程序代码如下：PROGRAM Part10;VAR number : INTEGER; a, b, c, x : INTEGER; y ...

译者按：从这一章开始，我们要准备随时开车了。所以有些不便于翻译的专有名词。我就保留了。迄今为止，我们弄明白了：把句子分解成token。这个过程也叫词法分析，干这个事儿的模块叫做词法分析器。我们也从头写过了一个自己的词法分析器，没有借助正则表达式或者Lex之类的工具，就生生的写出来了。 在token流中，如何识别一个短语，或者说找到一个特定结构。这个过程叫解析或者句法分析。 用句法图来表...

Burger和Starbird合著过一本书《高效思考的五个要点》，里面提到TonyPlog，他是个吹喇叭的艺术家，开办了一个喇叭培训班。他班上都是成熟的喇叭演奏手。当这些演奏手吹奏复杂的歌曲的时候，吹的很精彩，但是当Tony让他们吹奏简单的音节的时候，听起来就很不成熟，甚至幼稚。Tony结果喇叭也吹了一次，听起来依然很成熟。众人惊诧不已。Tony解释说，吹好复杂的曲子容易，吹好简单的音节却很难，...

不管看多少游泳的书，跟多少游泳教练交谈，第一次游泳的时候总会沉下去。所以一定要多练习。前两章我们聊了怎么实现两个整数的加和减，比如 “7 + 3”和“12 - 9”。今天我们聊聊怎么实现任意多位数的加减，比如“7 - 3 + 2 -1”.基本上，下面的图就是这种表达式的语法图：什么是语法图呢？语法图（syntax diagram）是用图形表示的一种编程语言的语法规则。基...

还记得Confucius说过什么吗?“我听说了，后来我忘记了”“我看到了，后来我记住了.”“我做过了，后来我理解了.”这一章我们讲讲多个乘数法的计算，注意除法是整数的除法，比如9除以4等于2。我还要使用一种新的表达方式，上下文无关的语法书（简称为语法书），或者叫BNF（BackusNaur样式），来表示一种编程语言的语句规则。多说一句，我用的是扩展的...

当你想弄明白一个复杂的系统，比如说interpreter或者是编译器。一开始它看起来好像是一团杂乱无章的毛球，你需要把这个毛球的线都拆出来，重新组成一个光滑的毛球。这个过程可以是单线程的，也就是说每次你只拿一根线，去打一个结。有时候你会觉得你有很多东西不懂，但是不要管它，你就继续缠线就行了。有一天你会灵光一现，在坚持了很长时间之后，最终会突然理解整个系统。我能给你的建议就是你仔细看看前面几...

今天将是不同寻常的一天。你可能会问为什么，因为我们要处理带括号的算数表达式了，比如 7 + 3 * (10 / (12 / (3 + 1) -1))。首先，我们修改一下我们的语法。用来支持括号里面的表达式。上一章我们有一个factor规则，用来处理表达式中的基本单位。在我们的例子里就是整数。今天，我们将要添加另一个基本的单位——括号表达式。这是修改过后的语法：expr和term的生...

之前答应过你，今天我们主要讨论一下贯穿全系列的最核心的数据结构。系好安全带准备出发！到现在我们已经有了自己的解释器，只要表达式里面有加减乘除这种语言结构，它就能够解析成功。这种解释器叫此法导向解释器。它通常只扫描代码一遍，适用于简单的语言。如果想做到分析更复杂的Pascal语言的结构，我们需要构建IR，也就是中间表示。我们的解析器负责生成IR，我们的解释器负责解释IR。业界的经验告诉我们，...

今天的主要话题是单目运算符。具体来说：扩充现有的语法，处理单目运算加和单目运算减。 增加一个新的UnaryOp AST节点类。 扩充现有的解析器，生成包含UnaryOp AST节点的树形结构。 扩充现有的解释器，增加一个visit_UnaryOp方法，来解析单目运算农夫。单目运算符就是只有有个操作数的操作码，优先级比+, -, *, /要高。可以简单理解为正负号就对了。...

今天要如何解析和解释Pascal语言的定义、复合语句、赋值语句、变量。还要聊聊符号表以及存储和查找变量。BEGIN BEGIN number := 2; a := number; b := 10 * a + 10 * number / 4; c := a - - b END; x := 11;EN...

原创声明：这一个系列是翻译自https://ruslanspivak.com。插图是原文中自带的，同时我删除了一些没必要的解释。“如果你不知道compiler是怎么工作的，那么你就不会清楚计算机是怎么工作的。如果你不是100%确定地知道‘你知道compiler是怎么工作的’，那么你肯定不知道compiler是怎么工作的。”— SteveYegge别着急，试着跟我读完整个教程，最终...