java虚拟机规范(se8)——java虚拟机结构(一)

第二章 虚拟机结构

2.1 class文件格式

编译后能够被java虚拟机执行的代码使用了一个独立于硬件和操作系统的二进制格式，通常(不是必须的)存在一个文件中，就是通常所说的class文件格式。

2.2 数据类型

类似于java编程语言，java虚拟机操作两种数据类型：基本类型和引用类型（primitive types and reference types）。相应的，有两种类型的数据可以用于变量赋值、参数传递和方法返回：基本值和引用值（primitive values and reference values）。

2.3 基本数据类型和值

　java虚拟机支持的基本类型由数字类型，布尔类型以及returnAddress类型。

　　数字类型包括整数类型和浮点数类型。

　　具体的整数类型如下：

• 　　byte，其值为8位有符号二进制补码整数，其默认值为零
• 　　short，其值为16位有符号二进制补码整数，其默认值为零
• 　　int，其值为32位有符号二进制补码整数，其默认值为零
• 　　long，其值为64位有符号二进制补码整数，其默认值为零
• 　　char，其值为16位无符号整数，表示基本多文本平面（Basic Multilingual Plane）中的Unicode代码点，使用UTF-16编码，其默认值为空代码点（'\ u0000'）

　　浮点型数字类型如下：

• 　　fload，值为单精度浮点数集中的元素，或者（如果虚拟机支持的话）是单精度扩展指数（Float-Extended-Exponent）集合中的元素。默认值为正数零。
• 　　double，取值范围是双精度浮点数集合中的元素，或者（如果虚拟机支持的话）是双精度扩展指数（Double-Extended-Exponent）集合中的元素。默认值为正数零。

　　布尔类型的值取值范围是true和false，默认值是false（Java®虚拟机规范的第一版没有将布尔值视为Java虚拟机类型。但是，布尔值在Java虚拟机中的支持有限。Java®虚拟机规范的第二版通过将布尔值视为一种类型来澄清该问题。）

　　returnAddress类型的值是指向Java虚拟机指令的操作码（opcodes）的指针。在基本类型中，除了returnAddress类型，其它类型都与Java编程语言类型直接相关联。

2.3.1 整数类型和值

　　java虚拟机中的整型的取值范围如下：

　　byte， (-2⁷ to 2⁷ - 1),

　　short,  (-2¹⁵ to 2¹⁵ - 1),

　　int,  (-2³¹ to 2³¹ - 1)

　　long，(-2⁶³ to 2⁶³ - 1)

　　char，（0 ~ 2^16-1）

2.3.2 浮点类型和值

浮点类型就是指 float 类型和 double 类型。

每一个java虚拟机实现都必须支持两种标准的浮点数集：单精度浮点数集合和双精度浮点数集合。

除了 NaN 以外，浮点数集合中的所有元素都是有序的。如果把它们从小到大按顺序排列好，那顺序将会是：负无穷，可数负数、正负零、可数正数、正无穷。 

2.3.3 returnAddress 类型和值

　　returnAddress类型被java虚拟机使用在jsr，ret和jsr_w指令中。returnAddress的值是java虚拟机指令操作码的指针。和基本的数字类型不同，returnAddress在java编程语言中没有对应的类型，同时在运行的程序中无法被修改。

2.3.4 布尔类型

 

　   尽管java虚拟机定义了boolean类型，但是仅仅提供了非常有限的支持。java虚拟机没有单独专门的指令来操作布尔值。相反，java编程语言中的表达式涉及到boolean类型的值会被编译为java虚拟机中的int类型。

　　java虚拟机直接支持布尔数组。java虚拟机中的newarray指令允许创建boolean类型的数组。boolean类型数组的元素通过byte数组指令baload和bastore来访问和修改。

　　java虚拟机将boolean数组元素编码成1和0分别表示true和false。java编程语言中boolean值会被编译器映射为java虚拟机中类型int，编译器必须使用相同的编码方式。

2.4 引用类型和值

　　总共又三种类型的引用类型(reference)：类类型（class types），数组类型（array types）以及接口类型（interface types），它们的值分别表示动态创建的类实例，数组和类实例或者数组实现的接口。