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  • java 内存空间

    堆:new 出的对象在堆上

    java栈:java程序、线程运行数据、内存数据

    每个方法都有自己的栈、运行时需要的数据存在自己的栈中

    每个线程对立的是图中浅蓝色的部分(java栈、本地方法栈、程序计数器)

    堆和方法区是所有线程共享的

    java栈会对调用的每个方法生成一个栈帧

    编写一个简单的Math.java 文件

    package com.example.demo;
    
    public class Math {
        public static final Integer CONSTANT_1 = 666;
    
        public int math() {
            int a = 1;
            int b = 2;
            int c = (a + b) * 10;
            return c;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Math math = new Math();
            System.out.println(math.math());
            System.out.println("end");
        }
    }

    Math.class

    cafe babe 0000 0034 0030 0a00 0b00 1907
    001a 0a00 0200 1909 001b 001c 0a00 0200
    1d0a 001e 001f 0800 200a 001e 0021 0a00
    2200 2309 0002 0024 0700 2501 000a 434f
    4e53 5441 4e54 5f31 0100 134c 6a61 7661
    2f6c 616e 672f 496e 7465 6765 723b 0100
    063c 696e 6974 3e01 0003 2829 5601 0004
    436f 6465 0100 0f4c 696e 654e 756d 6265
    7254 6162 6c65 0100 046d 6174 6801 0003
    2829 4901 0004 6d61 696e 0100 1628 5b4c
    6a61 7661 2f6c 616e 672f 5374 7269 6e67
    3b29 5601 0008 3c63 6c69 6e69 743e 0100
    0a53 6f75 7263 6546 696c 6501 0009 4d61
    7468 2e6a 6176 610c 000e 000f 0100 1563
    6f6d 2f65 7861 6d70 6c65 2f64 656d 6f2f
    4d61 7468 0700 260c 0027 0028 0c00 1200
    1307 0029 0c00 2a00 2b01 0003 656e 640c
    002a 002c 0700 2d0c 002e 002f 0c00 0c00
    0d01 0010 6a61 7661 2f6c 616e 672f 4f62
    6a65 6374 0100 106a 6176 612f 6c61 6e67
    2f53 7973 7465 6d01 0003 6f75 7401 0015
    4c6a 6176 612f 696f 2f50 7269 6e74 5374
    7265 616d 3b01 0013 6a61 7661 2f69 6f2f
    5072 696e 7453 7472 6561 6d01 0007 7072
    696e 746c 6e01 0004 2849 2956 0100 1528
    4c6a 6176 612f 6c61 6e67 2f53 7472 696e
    673b 2956 0100 116a 6176 612f 6c61 6e67
    2f49 6e74 6567 6572 0100 0776 616c 7565
    4f66 0100 1628 4929 4c6a 6176 612f 6c61
    6e67 2f49 6e74 6567 6572 3b00 2100 0200
    0b00 0000 0100 1900 0c00 0d00 0000 0400
    0100 0e00 0f00 0100 1000 0000 1d00 0100
    0100 0000 052a b700 01b1 0000 0001 0011
    0000 0006 0001 0000 0003 0001 0012 0013
    0001 0010 0000 0031 0002 0004 0000 000d
    043c 053d 1b1c 6010 0a68 3e1d ac00 0000
    0100 1100 0000 1200 0400 0000 0700 0200
    0800 0400 0900 0b00 0a00 0900 1400 1500
    0100 1000 0000 3f00 0200 0200 0000 1bbb
    0002 59b7 0003 4cb2 0004 2bb6 0005 b600
    06b2 0004 1207 b600 08b1 0000 0001 0011
    0000 0012 0004 0000 000e 0008 000f 0012
    0010 001a 0011 0008 0016 000f 0001 0010
    0000 0022 0001 0000 0000 000a 1102 9ab8
    0009 b300 0ab1 0000 0001 0011 0000 0006
    0001 0000 0004 0001 0017 0000 0002 0018

    利用java命令

    javap -c Maht.txt
    

      

     对应的字节码

    Compiled from "Math.java"
    public class com.example.demo.Math {
      public static final java.lang.Integer CONSTANT_1;
    
      public com.example.demo.Math();
        Code:
           0: aload_0
           1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
           4: return
    
      public int math();
        Code:
           0: iconst_1
           1: istore_1
           2: iconst_2
           3: istore_2
           4: iload_1
           5: iload_2
           6: iadd
           7: bipush        10
           9: imul
          10: istore_3
          11: iload_3
          12: ireturn
    
      public static void main(java.lang.String[]);
        Code:
           0: new           #2                  // class com/example/demo/Math
           3: dup
           4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V
           7: astore_1
           8: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
          11: aload_1
          12: invokevirtual #5                  // Method math:()I
          15: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
          18: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
          21: ldc           #7                  // String end
          23: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
          26: return
    
      static {};
        Code:
           0: sipush        666
           3: invokestatic  #9                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
           6: putstatic     #10                 // Field CONSTANT_1:Ljava/lang/Integer;
           9: return
    }

    jvm指令集

    跳转到class文件目录,使用 
    
    javap -c StringTest.class -> p.txt
    
    1 
    
    命令将编译后的文件输出到p.txt文件
    
    栈和局部变量操作
    
    将常量压入栈的指令
    
    aconst_null 将null对象引用压入栈
    
    iconst_m1 将int类型常量-1压入栈
    
    iconst_0 将int类型常量0压入栈
    
    iconst_1 将int类型常量1压入栈
    
    iconst_2 将int类型常量2压入栈
    
    iconst_3 将int类型常量3压入栈
    
    iconst_4 将int类型常量4压入栈
    
    iconst_5 将int类型常量5压入栈
    
    lconst_0 将long类型常量0压入栈
    
    lconst_1 将long类型常量1压入栈
    
    fconst_0 将float类型常量0压入栈
    
    fconst_1 将float类型常量1压入栈
    
    dconst_0 将double类型常量0压入栈
    
    dconst_1 将double类型常量1压入栈
    
    bipush 将一个8位带符号整数压入栈
    
    sipush 将16位带符号整数压入栈
    
    ldc 把常量池中的项压入栈
    
    ldc_w 把常量池中的项压入栈(使用宽索引)
    
    ldc2_w 把常量池中long类型或者double类型的项压入栈(使用宽索引)
    
    从栈中的局部变量中装载值的指令
    
    iload 从局部变量中装载int类型值
    
    lload 从局部变量中装载long类型值
    
    fload 从局部变量中装载float类型值
    
    dload 从局部变量中装载double类型值
    
    aload 从局部变量中装载引用类型值(refernce)
    
    iload_0 从局部变量0中装载int类型值
    
    iload_1 从局部变量1中装载int类型值
    
    iload_2 从局部变量2中装载int类型值
    
    iload_3 从局部变量3中装载int类型值
    
    lload_0 从局部变量0中装载long类型值
    
    lload_1 从局部变量1中装载long类型值
    
    lload_2 从局部变量2中装载long类型值
    
    lload_3 从局部变量3中装载long类型值
    
    fload_0 从局部变量0中装载float类型值
    
    fload_1 从局部变量1中装载float类型值
    
    fload_2 从局部变量2中装载float类型值
    
    fload_3 从局部变量3中装载float类型值
    
    dload_0 从局部变量0中装载double类型值
    
    dload_1 从局部变量1中装载double类型值
    
    dload_2 从局部变量2中装载double类型值
    
    dload_3 从局部变量3中装载double类型值
    
    aload_0 从局部变量0中装载引用类型值
    
    aload_1 从局部变量1中装载引用类型值
    
    aload_2 从局部变量2中装载引用类型值
    
    aload_3 从局部变量3中装载引用类型值
    
    iaload 从数组中装载int类型值
    
    laload 从数组中装载long类型值
    
    faload 从数组中装载float类型值
    
    daload 从数组中装载double类型值
    
    aaload 从数组中装载引用类型值
    
    baload 从数组中装载byte类型或boolean类型值
    
    caload 从数组中装载char类型值
    
    saload 从数组中装载short类型值
    
    将栈中的值存入局部变量的指令
    
    istore 将int类型值存入局部变量
    
    lstore 将long类型值存入局部变量
    
    fstore 将float类型值存入局部变量
    
    dstore 将double类型值存入局部变量
    
    astore 将将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量
    
    istore_0 将int类型值存入局部变量0
    
    istore_1 将int类型值存入局部变量1
    
    istore_2 将int类型值存入局部变量2
    
    istore_3 将int类型值存入局部变量3
    
    lstore_0 将long类型值存入局部变量0
    
    lstore_1 将long类型值存入局部变量1
    
    lstore_2 将long类型值存入局部变量2
    
    lstore_3 将long类型值存入局部变量3
    
    fstore_0 将float类型值存入局部变量0
    
    fstore_1 将float类型值存入局部变量1
    
    fstore_2 将float类型值存入局部变量2
    
    fstore_3 将float类型值存入局部变量3
    
    dstore_0 将double类型值存入局部变量0
    
    dstore_1 将double类型值存入局部变量1
    
    dstore_2 将double类型值存入局部变量2
    
    dstore_3 将double类型值存入局部变量3
    
    astore_0 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量0
    
    astore_1 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量1
    
    astore_2 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量2
    
    astore_3 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量3
    
    iastore 将int类型值存入数组中
    
    lastore 将long类型值存入数组中
    
    fastore 将float类型值存入数组中
    
    dastore 将double类型值存入数组中
    
    aastore 将引用类型值存入数组中
    
    bastore 将byte类型或者boolean类型值存入数组中
    
    castore 将char类型值存入数组中
    
    sastore 将short类型值存入数组中
    
    wide指令
    
    wide 使用附加字节扩展局部变量索引
    
    通用(无类型)栈操作
    
    nop 不做任何操作
    
    pop 弹出栈顶端一个字长的内容
    
    pop2 弹出栈顶端两个字长的内容
    
    dup 复制栈顶部一个字长内容
    
    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
    
    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
    
    dup2 复制栈顶部两个字长内容
    
    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
    
    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
    
    swap 交换栈顶部两个字长内容
    
    类型转换
    
    i2l 把int类型的数据转化为long类型
    
    i2f 把int类型的数据转化为float类型
    
    i2d 把int类型的数据转化为double类型
    
    l2i 把long类型的数据转化为int类型
    
    l2f 把long类型的数据转化为float类型
    
    l2d 把long类型的数据转化为double类型
    
    f2i 把float类型的数据转化为int类型
    
    f2l 把float类型的数据转化为long类型
    
    f2d 把float类型的数据转化为double类型
    
    d2i 把double类型的数据转化为int类型
    
    d2l 把double类型的数据转化为long类型
    
    d2f 把double类型的数据转化为float类型
    
    i2b 把int类型的数据转化为byte类型
    
    i2c 把int类型的数据转化为char类型
    
    i2s 把int类型的数据转化为short类型
    
    整数运算
    
    iadd 执行int类型的加法
    
    ladd 执行long类型的加法
    
    isub 执行int类型的减法
    
    lsub 执行long类型的减法
    
    imul 执行int类型的乘法
    
    lmul 执行long类型的乘法
    
    idiv 执行int类型的除法
    
    ldiv 执行long类型的除法
    
    irem 计算int类型除法的余数
    
    lrem 计算long类型除法的余数
    
    ineg 对一个int类型值进行取反操作
    
    lneg 对一个long类型值进行取反操作
    
    iinc 把一个常量值加到一个int类型的局部变量上
    
    逻辑运算
    
    移位操作
    
    ishl 执行int类型的向左移位操作
    
    lshl 执行long类型的向左移位操作
    
    ishr 执行int类型的向右移位操作
    
    lshr 执行long类型的向右移位操作
    
    iushr 执行int类型的向右逻辑移位操作
    
    lushr 执行long类型的向右逻辑移位操作
    
    按位布尔运算
    
    iand 对int类型值进行“逻辑与”操作
    
    land 对long类型值进行“逻辑与”操作
    
    ior 对int类型值进行“逻辑或”操作
    
    lor 对long类型值进行“逻辑或”操作
    
    ixor 对int类型值进行“逻辑异或”操作
    
    lxor 对long类型值进行“逻辑异或”操作
    
    浮点运算
    
    fadd 执行float类型的加法
    
    dadd 执行double类型的加法
    
    fsub 执行float类型的减法
    
    dsub 执行double类型的减法
    
    fmul 执行float类型的乘法
    
    dmul 执行double类型的乘法
    
    fdiv 执行float类型的除法
    
    ddiv 执行double类型的除法
    
    frem 计算float类型除法的余数
    
    drem 计算double类型除法的余数
    
    fneg 将一个float类型的数值取反
    
    dneg 将一个double类型的数值取反
    
    对象和数组
    
    对象操作指令
    
    new 创建一个新对象
    
    checkcast 确定对象为所给定的类型
    
    getfield 从对象中获取字段
    
    putfield 设置对象中字段的值
    
    getstatic 从类中获取静态字段
    
    putstatic 设置类中静态字段的值
    
    instanceof 判断对象是否为给定的类型
    
    数组操作指令
    
    newarray 分配数据成员类型为基本上数据类型的新数组
    
    anewarray 分配数据成员类型为引用类型的新数组
    
    arraylength 获取数组长度
    
    multianewarray 分配新的多维数组
    
    控制流
    
    条件分支指令
    
    ifeq 如果等于0,则跳转
    
    ifne 如果不等于0,则跳转
    
    iflt 如果小于0,则跳转
    
    ifge 如果大于等于0,则跳转
    
    ifgt 如果大于0,则跳转
    
    ifle 如果小于等于0,则跳转
    
    if_icmpcq 如果两个int值相等,则跳转
    
    if_icmpne 如果两个int类型值不相等,则跳转
    
    if_icmplt 如果一个int类型值小于另外一个int类型值,则跳转
    
    if_icmpge 如果一个int类型值大于或者等于另外一个int类型值,则跳转
    
    if_icmpgt 如果一个int类型值大于另外一个int类型值,则跳转
    
    if_icmple 如果一个int类型值小于或者等于另外一个int类型值,则跳转
    
    ifnull 如果等于null,则跳转
    
    ifnonnull 如果不等于null,则跳转
    
    if_acmpeq 如果两个对象引用相等,则跳转
    
    if_acmpnc 如果两个对象引用不相等,则跳转
    
    比较指令
    
    lcmp 比较long类型值
    
    fcmpl 比较float类型值(当遇到NaN时,返回-1)
    
    fcmpg 比较float类型值(当遇到NaN时,返回1)
    
    dcmpl 比较double类型值(当遇到NaN时,返回-1)
    
    dcmpg 比较double类型值(当遇到NaN时,返回1)
    
    无条件转移指令
    
    goto 无条件跳转
    
    goto_w 无条件跳转(宽索引)
    
    表跳转指令
    
    tableswitch 通过索引访问跳转表,并跳转
    
    lookupswitch 通过键值匹配访问跳转表,并执行跳转操作
    
    异常
    
    athrow 抛出异常或错误
    
    finally子句
    
    jsr 跳转到子例程
    
    jsr_w 跳转到子例程(宽索引)
    
    rct 从子例程返回
    
    方法调用与返回
    
    方法调用指令
    
    invokcvirtual 运行时按照对象的类来调用实例方法
    
    invokespecial 根据编译时类型来调用实例方法
    
    invokestatic 调用类(静态)方法
    
    invokcinterface 调用接口方法
    
    方法返回指令
    
    ireturn 从方法中返回int类型的数据
    
    lreturn 从方法中返回long类型的数据
    
    freturn 从方法中返回float类型的数据
    
    dreturn 从方法中返回double类型的数据
    
    areturn 从方法中返回引用类型的数据
    
    return 从方法中返回,返回值为void
    
    线程同步
    
    montiorenter 进入并获取对象监视器
    
    monitorexit 释放并退出对象监视器
    
    JVM指令助记符
    
    变量到操作数栈:iload,iload_,lload,lload_,fload,fload_,dload,dload_,aload,aload_
    
    操作数栈到变量:istore,istore_,lstore,lstore_,fstore,fstore_,dstore,dstor_,astore,astore_
    
    常数到操作数栈:bipush,sipush,ldc,ldc_w,ldc2_w,aconst_null,iconst_ml,iconst_,lconst_,fconst_,dconst_
    
    加:iadd,ladd,fadd,dadd
    
    减:isub,lsub,fsub,dsub
    
    乘:imul,lmul,fmul,dmul
    
    除:idiv,ldiv,fdiv,ddiv
    
    余数:irem,lrem,frem,drem
    
    取负:ineg,lneg,fneg,dneg
    
    移位:ishl,lshr,iushr,lshl,lshr,lushr
    
    按位或:ior,lor
    
    按位与:iand,land
    
    按位异或:ixor,lxor
    
    类型转换:i2l,i2f,i2d,l2f,l2d,f2d(放宽数值转换)
    
    i2b,i2c,i2s,l2i,f2i,f2l,d2i,d2l,d2f(缩窄数值转换)
    
    创建类实便:new
    
    创建新数组:newarray,anewarray,multianwarray
    
    访问类的域和类实例域:getfield,putfield,getstatic,putstatic
    
    把数据装载到操作数栈:baload,caload,saload,iaload,laload,faload,daload,aaload
    
    从操作数栈存存储到数组:bastore,castore,sastore,iastore,lastore,fastore,dastore,aastore
    
    获取数组长度:arraylength
    
    检相类实例或数组属性:instanceof,checkcast
    
    操作数栈管理:pop,pop2,dup,dup2,dup_xl,dup2_xl,dup_x2,dup2_x2,swap
    
    有条件转移:ifeq,iflt,ifle,ifne,ifgt,ifge,ifnull,ifnonnull,if_icmpeq,if_icmpene,
    
    if_icmplt,if_icmpgt,if_icmple,if_icmpge,if_acmpeq,if_acmpne,lcmp,fcmpl
    
    fcmpg,dcmpl,dcmpg
    
    复合条件转移:tableswitch,lookupswitch
    
    无条件转移:goto,goto_w,jsr,jsr_w,ret
    
    调度对象的实便方法:invokevirtual
    
    调用由接口实现的方法:invokeinterface
    
    调用需要特殊处理的实例方法:invokespecial
    
    调用命名类中的静态方法:invokestatic
    
    方法返回:ireturn,lreturn,freturn,dreturn,areturn,return
    
    异常:athrow
    
    finally关键字的实现使用:jsr,jsr_w,ret

    程序计数器:

    记录的是马上要执行的代码对应的字节码的数字

    是程序执行的指针(地址),也即将来要执行的指令代码

    动态链接:

    变量,当执行时需要找到。比如

    Map<String, String> map = new HashMap<>();

    Map 接口,运行时找HashMap实现,做一个链接(动态)

    自己写的接口,执行时去找具体实现。

     本地方法栈的理解

     

    执行引擎运行本地方法

    会调用被本地方法接口,本地方法入本地方法栈,类似ava栈,也有栈针,调用C语言所实现的dll(cpp)库,类似java的jar包

    方法区(线程共享):类的所有字段和方法字节码,以及一些特殊方法如构造函数,接口代码也在此定义。

    简单说,所有定义的方法的信息都保存在该区域,静态变量+常量+类信息(构造方法/接口定义)+运行时常量池都存在方法区中,

    虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来。

     实例详解java栈

    栈+堆+方法区的交互关系
    HotSpot是使用指针的方式来访问对象
    Java堆中会存放访问类元数据的地址
    reference存储的就直接是对象的地址

     

    对象类型数据是calss的末班数据

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