java从虚拟机执行角度解析案例(转)
本文来自于参考博客
1. 下面是一到Java笔试题：
1 public class Test2
2 {
3 public void add(Byte b)
4 {
5 b = b++;
6 }
7 public void test()
8 {
9 Byte a = 127;
10 Byte b = 127;
11 add(++a);
12 System.out.print(a + " ");
13 add(b);
14 System.out.print(b + "");
15 }
16 }
2. 为方便分析起见，将打印的语句去掉，如下：
1 public void add(Byte b)
2 {
3 b = b++;
4 }
5 public void test()
6 {
7 Byte a = 127;
8 Byte b = 127;
9 add(++a);
10 add(b);
11 }
3. 将上述代码反编译，得到如下字节码：
1 public void add(java.lang.Byte); 2 Code: 3 0: aload_1 4 1: astore_2 5 2: aload_1 6 3: invokevirtual #2 // Method java/lang/Byte.byteValue:( 7 )B 8 6: iconst_1 9 7: iadd 10 8: i2b 11 9: invokestatic #3 // Method java/lang/Byte.valueOf:(B) 12 Ljava/lang/Byte; 13 12: dup 14 13: astore_1 15 14: astore_3 16 15: aload_2 17 16: astore_1 18 17: return 19 20 public void test(); 21 Code: 22 0: bipush 127 23 2: invokestatic #3 // Method java/lang/Byte.valueOf:(B) 24 Ljava/lang/Byte; 25 5: astore_1 26 6: bipush 127 27 8: invokestatic #3 // Method java/lang/Byte.valueOf:(B) 28 Ljava/lang/Byte; 29 11: astore_2 30 12: aload_0 31 13: aload_1 32 14: invokevirtual #2 // Method java/lang/Byte.byteValue:( 33 )B 34 17: iconst_1 35 18: iadd 36 19: i2b 37 20: invokestatic #3 // Method java/lang/Byte.valueOf:(B) 38 Ljava/lang/Byte; 39 23: dup 40 24: astore_1 41 25: invokevirtual #4 // Method add:(Ljava/lang/Byte;)V 42 28: aload_0 43 29: aload_2 44 30: invokevirtual #4 // Method add:(Ljava/lang/Byte;)V 45 33: return 46 }
4. 字节码很长，看着发怵，不用怕，我们将字节码分成两部分：add方法和test方法。
5. 我们先来看add方法：
1 add方法局部变量表 2 下标： 0 1 2 3 3 标记： this 形参Byte b Byte型临时变量tmp Byte型临时变量tmp2 4 值 ： -128 -128 -127 5 public void add(java.lang.Byte); 6 Code: 7 0: aload_1 // 局部变量表中下标为1的引用型局部变量b进栈 8 1: astore_2 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为2的引用型局部变量tmp，栈顶数值出栈。 9 2: aload_1 // 局部变量表中下标为1的引用型局部变量b进栈 10 3: invokevirtual #2 // 自动拆箱，访问栈顶元素b，调用实例方法b.byteValue获取b所指Byte 11 // 对象的value值-128，并压栈 12 6: iconst_1 // int型常量值1进栈 13 7: iadd // 依次弹出栈顶两int型数值1(0000 0001)、-128(1000 0000) 14 //（byte类型自动转型为int类型）相加，并将结果-127(1000 0001)进栈 15 8: i2b // 栈顶int值-127(1000 0001)出栈，强转成byte值-127(1000 0001)，并且结果进栈 16 9: invokestatic #3 // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)， 17 // 返回value值为-127的Byte对象的地址，并压栈 18 12: dup // 复制栈顶数值，并且复制值进栈 19 13: astore_1 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量b，栈顶数值出栈。此时b为-127 20 14: astore_3 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为3的引用型局部变量tmp2，栈顶数值出栈。此时tmp2为-127 21 15: aload_2 // 局部变量表中下标为2的引用型局部变量tmp进栈，即-128入栈 22 16: astore_1 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量b，栈顶数值出栈。此时b为-128 23 17: return
总结一下上述过程，核心步骤为b = b++;分为三步：参考：http://blog.csdn.net/brooksychen/article/details/1624753
①把变量b的值取出来，放在一个临时变量里（我们先记作tmp）；
②把变量b的值进行自加操作；
③把临时变量tmp的值作为自增运算前b的值使用，在本题中就是给变量b赋值。
到此可得出结论，add方法只是个摆设，没有任何作用，不修改实参的值。
6. 搞懂了add方法，我们接下来分析test方法：
这里需要说明两点：
（1）由于Byte类缓存了[-128,127]之间的Byte对象，故当传入的实参byte相同时，通过Byte.valueOf(byte)返回的对象是同一个对象，详见Byte源码。
（2）如果是实例方法（非static），那么局部变量表的第0位索引的Slot默认是用于传递方法所属对象实例的引用，在方法中通过this访问。详见：http://wangwengcn.iteye.com/blog/1622195
1 test方法局部变量表 2 下标： 0 1 2 3 标记： this 形参Byte a Byte型临时变量b 4 值 ： -128 127 5 public void test(); 6 Code: 7 0: bipush 127 // 将一个byte型常量值推送至操作数栈栈顶 8 2: invokestatic #3 // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)， 9 // 返回value值为127的Byte对象的地址，并压栈 10 5: astore_1 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量a，栈顶数值出栈。此时a为127 11 6: bipush 127 // 将一个byte型常量值推送至操作数栈栈顶 12 8: invokestatic #3 // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)， 13 // 返回value值为127的Byte对象的地址，并压栈。这里需要说明一点， 14 // 由于Byte类缓存了[-128,127]之间的Byte对象，故当传入的实参byte相同时， 15 // 通过Byte.valueOf(byte)返回的对象是同一个对象，详见Byte源码。 16 11: astore_2 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为2的引用型局部变量b，栈顶数值出栈。此时b为127 17 12: aload_0 // 局部变量表中下标为0的引用型局部变量进栈，即this，加载this主要是为了下面通过this调用add方法。 18 13: aload_1 // 局部变量表中下标为1的引用型局部变量a进栈 19 14: invokevirtual #2 // 自动拆箱，访问栈顶元素a，调用实例方法a.byteValue获取a所指Byte 20 // 对象的value值127，并压栈 21 17: iconst_1 // int型常量值1进栈 22 18: iadd // 依次弹出栈顶两int型数值1(0000 0001)、127(0111 1111) 23 //（byte类型自动转型为int类型）相加，并将结果128(1000 0000)进栈 24 19: i2b // 栈顶int值128(1000 0000)出栈，强转成byte值-128(1000 0000)，并且结果进栈 25 20: invokestatic #3 // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)， 26 // 返回value值为-128的Byte对象的地址，并压栈 27 23: dup // 复制栈顶数值，并且复制值进栈 28 24: astore_1 // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量a，栈顶数值出栈。此时a为-128 29 25: invokevirtual #4 // 调用实例方法add:(Byte)，传入的实参为栈顶元素，也即a的拷贝，前面已经分析过了，该调用不改变a的对象值 30 // 该实例方法的调用需要访问栈中的两个参数，一个是实参，也即a的拷贝，一个是在第12步入栈的this。 31 28: aload_0 // 局部变量表中下标为0的引用型局部变量进栈，即this，加载this主要是为了下面通过this调用add方法。 32 29: aload_2 // 局部变量表中下标为2的引用型局部变量b进栈 33 30: invokevirtual #4 // 调用实例方法add:(Byte)，传入的实参为栈顶元素，也即b，前面已经分析过了，该调用不改变b的对象值 34 // 该实例方法的调用需要访问栈中的两个参数，一个是实参，也即b，一个是在第28步入栈的this。 35 33: return // 函数执行到最后，b所指对象的值没有改变，仍为127。 36 }
7. 综合以上分析，原问题的输出为-128 127
8. 总结：局部变量表是一组变量值存储空间，用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量， 虚拟机是使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程的，如果是实例方法（非static），那么局部变量表的第0位索引的Slot默认是用于传递方法所属对象实例的引用，在方法中通过this访问。
Java虚拟机的解释执行引擎被称为"基于栈的执行引擎"，其中所指的栈就是指－操作数栈。和局部变量区一样，操作数栈也是被组织成一个以字长为单位的数组。但是和前者不同的是，它不是通过索引来访问，而是通过标准的栈操作—压栈和出栈—来访问的。比如，如果某个指令把一个值压入到操作数栈中，稍后另一个指令就可以弹出这个值来使用。
参考：https://www.cnblogs.com/nailperry/p/4780354.html
