jvm-从字节码的执行理解操作数栈

  使用以下代码为例，来查看它的字节码文件。这里使用了idea的jclasslib Bytecode Viewer插件更直观的查看字节码。

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        System.out.println(test.add(2L,3));
    }
    
    private long add(long a,int b) {
        return (a+b);
    }
}

  首先来main方法开始执行，虚拟机栈中main方法的栈帧入栈。
  再看到main方法的字节码和局部变量表

1、new #2：#2为常量池中的引用，该常量又引用了#33，最终为一个字符串常量，包名/类名。

new指令的作用，可以从官网查看到https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-6.html#jvms-6.5.new（后续其他指令就不截图了，可以前去官网查看），在堆上创建对象并将对象的引用压入当前栈帧的操作数栈中。实际上new指令还有另外两个指令indexbyte1，indexbyte2，所以new指令占用了3行（0，1，2），dup指令只能从3开始。


2、dup：该指令会复制操作数栈栈顶的值，然后将该值入栈。

3、invokespecial #3 ：#3为Test类的init方法，（就是自动生成的无参构造方法）。调用该方法，弹出操作数栈的objectRef，创建init方法的栈帧，将对象引用赋值给init局部变量表序号0的this对象。


init方法的局部变量表

看到init方法的字节码：实际上啥都没干，如果我们自己写构造方法添加逻辑，这里就会有我们自己的逻辑对应的字节码。（这里啥都没干，指的是我们没有写的业务代码，实际上init会对类的非静态属性和非静态语句块进行初始化）

aload_0：加载局部变量表位置为0的值，到操作数栈。
invokespecial #1 ：然后调用父类object类的init方法。
return：丢弃当前操作数栈的所有数据，将控制权返还给调用方，恢复调用方的栈桢。
此时init方法执行完毕。

看回main方法字节码的执行流程
4、astore_1：将操作数栈栈顶的数据弹出，存入到局部变量表的序号为1的位置，此时main方法中的test局部变量就有了值。此时操作数栈啥都没有了。

5、getstatic #4 <java/lang/System.out> ： 获取到Sysytem的静态对象out，并且压入操作数栈。

6、aload_1：加载局部变量表位置为1的值压入操作数栈

7、ldc2_w #5 <2> ：从常量池加载long或者double类型（64位）的数据压入操作数，由于2被声明为long类型，在常量池表中占据两个位置。

8、iconst_3：将int类型的数据（值为3）压入操作数栈

9、invokespecial #7 <jvm/Test.add>：调用Test的add方法。

首先看到add方法的局部变量表

然后将3，2，objectRef弹出。创建add方法的栈帧，压入当前虚拟机栈中。弹出的值赋值到add方法的栈帧的局部变量表，this对象（0号位置）为objectRef的值，2为1号位置的值，3为3号位置的值。由于a对象是long类型，占用2个位置

此时看到add方法的字节码
10、lload_1：加载局部变量表位置1的long类型的数据压入操作数栈。（2）操作数栈中的值
   iload_1：加载局部变量表位置3的int类型的数据压入操作数栈。（3，2）
   i2l：将操作数栈顶的int数据弹出，转化为long类型的数据，再压入栈中。(我们栈顶的int类型的3被转化为了long类型的3) （3，2）
   ladd：弹出栈顶两个long类型的数据，进行相加，相加的结果再压入栈中。（5）
   lreturn：将操作数栈栈顶的long类型的数据弹出，压入调用方（main方法）栈桢的操作数栈中，丢弃当前操作数栈的所有数据，将控制权返还给调用方，恢复调用方的栈桢

此时add方法执行完毕


看回main方法的执行
11、 invokevirtual #8 <java/io/PrintStream.println>：调用println方法（println方法就不再画图了和看了），将操作数栈的参数和对象引用弹出，创建println方法的栈帧，然后局部变量表存入对象引用和参数值，println方法没有返回值，最后执行return指令返回。
12、return。main方法执行完毕。