今日内容
Tomcat8 的优化
看懂Java底层字节码
编码的优化建议
PS:当我们做代码优化的时候，往往从源码中看不出有没有效率，而是需要从底层字节码寻找答案，作为java工程师必须读懂底层字节码
一、tomcat优化
tomcat服务器在JavaEE项目中使用率非常高，所以在生产环境对tomcat的优化也变得非常重要了。
对于tomcat的优化，主要是从2个方面入手，一是，tomcat自身的配置，另一个是tomcat所运行的jvm虚拟机的调优。
1、Tomcat配置优化
1）、部署安装tomcat8
修改配置文件，配置tomcat的管理用户
在根目录下创建test目录
mkdir test
进入test目录
cd test
通过filezilla将tomcat传到test目录下
解压
tar zcvf apache-tomcat-8.5.34.tar.gz
进入conf目录
cd apache-tomcat-8.5.34/conf
编辑tomcat-users.xml
vim tomcat-users.xml
我们给tomcat添加管理员用户，写入如下内容
<role rolename="manager"/> <role rolename="manager-gui"/> <role rolename="admin"/> <role rolename="admin-gui"/> <user username="tomcat" password="tomcat" roles="admin-gui,admin,manager-gui,manager"/>
设置了四个角色，还设置了一个用户，用户名和密码都是tomcat，该用户拥有4个角色。
位置如下：
保存退出
如果是tomcat7，配置了tomcat用户就可以登录系统了，但是tomcat8中不行，还需要修改另一个配置文件，否则访问不了，提示403
cd ../webapps/manager/META-INF/
编辑context.xml文件
vim context.xml
将<Valve的内容注释掉
保存退出
启动tomcat，进入bin目录，执行以下命令
./startup.sh && tail -f ../logs/catalina.out
在浏览器中访问http://IP:8080/
查看tomcat运行情况，点击server status，弹出如下对话框,
输入用户名和密码，点击登录
重点关注JVM中的信息。前面三个为堆内存，后面三个为非堆内存
2）、禁用AJP连接
在服务状态页面中可以看到，默认状态下会启用AJP服务，并且占用8009端口。
为什么要禁用呢？AJP服务对我们没有用。
什么是 AJP呢？
AJP（Apache JServer Protocol），
AJPv13协议是面向包的。WEB服务器和Servlet容器通过TCP连接来交互；为了节省SOCKET创建的昂贵代价，WEB服务器会尝试维护一个永久TCP连接到servlet容器，并且在多个请求和响应周期过程会重用连接。
客户1通过正常的请求，请求到tomcat服务器。生产环境一般会在tomcat前面架设web服务器，这样，用户先请求到web服务器，再由web服务器请求到tomcat服务器，这样做的好处是，tomcat前面的web服务器可以做缓存、集群，如果web服务器与tomcat服务器是短链接，如果每一次都要建立连接，性能比较低。故tomcat做了一个优化，提供了一个AJP的长连接，这样web服务器与tomcat服务器是通过长连接，这样就减少了频繁创建和关闭连接对性能的损耗。但是AJP服务只有Apache服务器才能使用，我们一般是使用 Nginx+tomcat的架构，所以用不着AJP协议，所以把AJP连接器禁用。用不着的服务，如果一直开着，这是资源的浪费。
修改conf下的server.xml文件，将AJP服务禁用掉即可。
<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
重启 tomcat，刷新浏览器查看效果。发现AJP服务没有了
3）、执行器（线程池）
在 tomcat中每一个用户请求都是一个线程，如果频繁的创建线程和销毁线程的话，性能损耗是比较大的，所以可以使用线程池提高性能。
修改server.xml文件：
<!‐‐将注释打开‐‐> <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina‐exec‐" maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
修改之后
参数说明：
maxThreads：最大并发数，默认设置 200，一般建议在 500 ~ 1000，根据硬件设施和业务来判断
minSpareThreads：Tomcat 初始化时创建的线程数，默认设置 25
prestartminSpareThreads： 在 Tomcat 初始化的时候就初始化 minSpareThreads 的参数值，如果不等于 true，minSpareThreads 的值就没啥效果了
maxQueueSize，最大的等待队列数，超过则拒绝请求。最大的线程数是500，当并发数大于500的时候，tomcat会让大于的请求等待，最大等待100个请求，第101个请求就会被拒绝。
<!‐‐在Connector中设置executor属性指向上面的执行器‐‐> <Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
保存退出，重启tomcat，查看效果。
修改之前
修改之后
实际应该显示500，在页面中显示最大线程数为 -1，这个是正常的，仅仅是显示的问题，实际使用的指定的值。
4）、3种运行模式
tomcat 的运行模式有3种：
（1）、bio：阻塞io，默认的模式,性能非常低下,没有经过任何优化处理和支持。tomcat8以下的版本默认使用的是bio。
（2）、nio：nio(new I/O)，是Java SE 1.4及后续版本提供的一种新的I/O操作方式(即java.nio包及其子包)。Java nio是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API，因此nio也被看成是non-blocking I/O的缩写。它拥有比传统I/O操作(bio)更好的并发运行性能。
（3）、apr：安装起来最困难,但是从操作系统级别来解决异步的IO问题,大幅度的提高性能.
推荐使用nio，不过，在tomcat8中有最新的nio2，速度更快，建议使用nio2.如果是tomcat8以下的版本，使用nio就可以了。
设置nio2：将原来的protocol="HTTP/1.1"修改为现在的protocol
<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
打印的日志中会有
刷新浏览器
可以看到已经设置为 nio2了。
2、部署测试用的java web项目
为了方便测试性能，我们将部署一个java web项目，这个项目本身和本套课程没有什么关系，仅仅用于测试。
注意：这里在测试时，我们使用一个新的tomcat，进行测试，后面再对其进行优化调整，再测试。
1）、创建dashboard数据库
在资料中找到sql脚本文件dashboard.sql，在linux服务器上执行。先通过rz命令上传到已经安装MySQL的linux服务器
执行脚本命令
cat dashboard.sql | mysql -uroot -proot
执行完成后，生成三张表
2）、部署web应用
在资料中找到itcat-dashboard-web.war，上传到linux服务器，进行部署安装。
cd /test/apache‐tomcat‐8.5.34/webapps rm ‐rf * mkdir ROOT cd ROOT/
拷贝war包到ROOT目录中
cp /test/itcat-dashboard-web.war .
解压war包，以修改配置文件
jar ‐xvf itcat‐dashboard‐web.war
删除war包
rm -rf itcat-dashboard-web.war
进入WEB-INF/classes/
cd WEB-INF/classes/
编辑jdbc.properties
vim jdbc.properties
修改配置文件
#这里根据自己的实际情况进行配置 jdbc.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver jdbc.url=jdbc:mysql://node01:3306/dashboard?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true jdbc.username=root jdbc.password=root
重新启动 tomcat。
./startup.sh && tail -f ../logs/catalina.out
浏览器访问：http://ip:8080/index，效果如下
由于我的腾讯云服务器只有2核4G5M，吞吐量在10左右。无法明显测试出不同设置的区别，故在本地电脑中启动。
3、使用Apache JMeter进行测试
Apache Jmeter是开源的压力测试工具，我们借助于此工具进行测试，将测试出tomcat的吞吐量等信息。
1）、下载和安装
下载安装参考：https://www.cnblogs.com/zwh0910/p/15792771.html
进入 bin目录，找到jmeter.bat文件，双机打开即可启动。
2）、修改主题和语言
默认的主题是黑色风格的主题并且语言是英语，这样不太方便使用，所以需要修改下主题和中文语言。
Options→Look and feel→metal→yes
主题修改完成。
接下来设置语言为简体中文。
Options→Choose Language→Chinese(simplified)
语言修改完成。
3）、创建首页（dashboard）的测试用例
第一步：保存测试用例
输入名称Dashboard Test，点击保存按钮进行保存
保存之后如下所示：
第二步：添加线程组，使用线程模拟用户的并发
采用多线程的形式模拟并发
选择Dashboard Test ，右键→添加→线程（用户）→线程组
输入线程组名称，设置1000个线程数，意味着在每个时刻向tomcat发起1000个请求，Ramp-up时间表示单个线程执行下次请求间隔时间。循环次数设置为10，表示每个线程会循环请求10次，这样tomcat总共会收到10000个请求。点击保存
1000 个线程，每个线程循环10次，也就是tomcat会接收到10000个请求。
第三步：添加http请求
在线程组中添加http请求
选择线程组（即首页的测试）→添加→取样器→HTTP请求
输入名称index，协议为http，输入IP地址和端口号，方法为get，路径输入/index
点击保存
第四步：添加请求监控
添加三个监控：查看结果树，聚合报告，用表格查看结果
选择Dashboard Test→添加→监听器→查看结果树
选择Dashboard Test→添加→监听器→聚合报告
选择Dashboard Test→添加→监听器→用表格查看结果
添加完后如下
重点看聚合报告
启动、进行测试
注意：测试完第一次之后，做第二次测试之前要点清除，
点击查看结果树，可以查看每一次请求的结果信息
用表格查看结果
点击聚合报告
Throughput：吞吐量，一个请求就是吞，一个响应就是吐。8.6/sec，即每秒有8.6次的吞吐
Average：平均响应时间，单位为毫秒，17156ms，即17s，
Error%：错误率，有些请求会被服务器响应错误，不再处理，是不是不应该出现错误呢？也不是，有错误率也是可以接收的，有时候为了保证服务器的稳定，如果服务器只能处理1000个并非，如果此时有10000个并发，服务器肯定是扛不住的，超过部分我们直接响应错误就可以了。我们需要均衡吞吐量、错误率、平均响应时间，找到一个平衡时间就可以了，
注意：每个人服务器的不同，测试结果也会不同，再次运行如下：
在停止之前查看聚合报告，停止之后查看不正确。
注意:此时tomcat并没有进行优化。
4）、调整tomcat参数进行优化
通过上面测试可以看出，tomcat在不做任何调整时，吞吐量为9次/秒。
（1）、禁用AJP服务
重启tomcat，运行jmeter
注意：8.5.71版tomcat已经将AJP服务禁用了。
可以看到，禁用 AJP服务后，吞吐量会有所提升。当然了，测试不一定准确，需要多测试几次才能看出是否有提升。
PS：我这里测试结果不明显
（2）、设置线程池
通过设置线程池，调整线程池相关的参数进行测试tomcat的性能。
a、最大线程数为500，初始为50
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true"/>
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
吞吐量为65次/秒，性能有所提升。
b、最大线程数为1000，初始为200
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="1000" minSpareThreads="200" prestartminSpareThreads="true"/>
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
吞吐量为 66，性能有所提升。
c、最大线程数为5000，初始为1000
是否是线程数最多，速度越快呢？ 我们来测试下。
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="5000" minSpareThreads="1000" prestartminSpareThreads="true"/>
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
可以看到，虽然最大线程已经设置到 5000，但是实际测试效果并不理想，并且平均的响应时间也变长了，所以单纯靠提升线程数量是不能一直得到性能提升的。
（3）、设置最大等待队列数
默认情况下，请求发送到tomcat，如果tomcat正忙，那么该请求会一直等待。这样虽然可以保证每个请求都能请求到，但是请求时间就会变长。
有些时候，我们也不一定要求请求一定等待，可以设置最大等待队列大小，如果超过就不等待了。这样虽然有些请求是失败的，但是请求时间会虽短。典型的应用：12306，超过系统负荷是登陆不了系统的，这是对系统的保护。
<!‐‐最大等待数为100，超过100就不再等待‐‐> <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="500" minSpareThreads="100" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
测试结果：
平均响应时间： 5.4秒
响应时间明显缩短
错误率： 45.29%
错误率提升到一半，也可以理解，最大线程为 500，测试的并发为1000
吞吐量： 101.8次/秒
吞吐量明显提升
牺牲了正确率，换来响应时间的缩短。
结论：响应时间、吞吐量这2个指标需要找到平衡才能达到更好的性能。
有人会问，虽然平均响应时间缩短了，吞吐量也提升了，但是错误率也提升了，像12306这样的场景是否合理呢？其实是合理的，因为我们不可能靠单台tomcat来支撑整个项目，我们可以测试出单台服务器的最大的性能，我们就可以针对这样的一个配置来搭建集群，再平均响应时间和吞吐量ok的情况下，由tomcat集群来保证错误率。
我们可以看到，当硬件不发生任何改变，我们的程序也不改变的情况下，我们对tomcat的参数进行调整，性能是会有提升的。
（4）、设置nio2的运行模式
将最大线程设置为500进行测试：去掉最大等待队列数
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true"/> <!‐‐ 设置nio2 ‐‐> <Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
可以看到，平均响应时间有缩短，吞吐量有提升，可以得出结论： nio2的性能要高于nio。
2、调整JVM参数进行优化
接下来，测试通过jvm参数进行优化，为了测试一致性，依然将最大线程数设置为500，启用nio2运行模式。
1）、设置并行垃圾回收器
要设置启动参数的话，linux要进入bin目录下的calalina.sh
#年轻代、老年代均使用并行收集器，初始堆内存64M，最大堆内存512M JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -Xms64m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"
linux位置如下：
windows版tomcat中位置如下：
windows版tomcat进入catalina.bat中
set JAVA_OPTS=-server -Xms64m -Xmx512m -XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log
在logs目录下会生成gc.log
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
测试结果与默认的 JVM参数结果接近。如果不设置垃圾收集器，默认使用的是并行的垃圾收集器。
2）、查看gc日志文件
将gc.log文件上传到gceasy.io查看gc中是否存在问题。
通过 GC的统计可以看出：
年轻代的 gc有64次，次数稍有多，说明年轻代设置的大小不合适需要调整
FullGC 有4次，说明堆内存的大小不合适，需要调整。因为整个堆内存空间不够用的情况下，才会触发Full GC。
从 GC原因的可以看出，年轻代大小设置不合理，导致了62次GC。
另外，如果出现系统所消耗的时间大于用户时间（程序运行时间），这反应出的服务器的性能存在瓶颈，调度CPU等资源所消耗的时间要长一些。说明服务器的性能有问题，执行速度比较慢。
2）、调整年轻代大小
windows版中在catalina.bat中添加
set JAVA_OPTS=-server -Xms128m -Xmx1024m -XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log
linux:
JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -Xms128m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"
将初始堆大小设置为128m，最大为1024m
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
从测试结果来看，吞吐量以及响应时间均有提升。
查看gc日志：
可以看到 GC次数要明显减少，说明调整是有效的。
3）、设置G1垃圾回收器
设置了最大停顿时间100毫秒，初始堆内存128m，最大堆内存1024m
linux:
JAVA_OPTS="-XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -Xms128m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"
windows
set JAVA_OPTS=-server -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -Xms128m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log
如果无法启动，注意空格。
重启tomcat，运行jmeter，测试结果：
查看gc日志：
可以看到，吞吐量有所提升，评价响应时间也有所缩短。
4）、小结：
通过上述的测试，可以总结出，对tomcat性能优化就是需要不断的进行调整参数，然后测试结果，可能会调优也可能会调差，这时就需要借助于gc的可视化工具来看gc的情况。再帮我我们做出决策应该调整哪些参数。
二、JVM字节码
前面我们通过tomcat本身的参数以及jvm的参数对tomcat做了优化，其实要想将应用程序跑的更快、效率更高，除了对tomcat容器以及jvm优化外，应用程序代码本身如果写的效率不高的，那么也是不行的，所以，对于程序本身的优化也就很重要了。
对于程序本身的优化，可以借鉴很多前辈们的经验，但是有些时候，在从源码角度方面分析的话，不好鉴别出哪个效率高，如对字符串拼接的操作，是直接“+”号拼接效率高还是使用StringBuilder效率高？
这个时候，就需要通过查看编译好的class文件中字节码，就可以找到答案。
我们都知道，java编写应用，需要先通过javac命令编译成class文件，再通过jvm执行，jvm执行时是需要将class文件中的字节码载入到jvm进行运行的。
1、通过javap命令查看class文件的字节码内容
首先，看一个简单的Test1类的代码：
在IDEA中创建Test1类
public class Test1 { public static void main(String[] args) { int a = 2; int b = 5; int c = b ‐ a; System.out.println(c); } }
执行结果为3
我们要找到class文件，先找到target目录，由于写在test目录中，故找到test-classes，target\test-classes\com\ccb\jawa\rest，在该目录中打开cmd，输入如下命令：
javap -v Test1.class > Test1.txt
通过重定向符号>写到txt文件中。
javap的用法可以通过javap -help查看：
..\target\test-classes\com\ccb\jawa\rest>javap -help 用法: javap <options> <classes> 其中, 可能的选项包括: -help --help -? 输出此用法消息 -version 版本信息 -v -verbose 输出附加信息 -l 输出行号和本地变量表 -public 仅显示公共类和成员 -protected 显示受保护的/公共类和成员 -package 显示程序包/受保护的/公共类 和成员 (默认) -p -private 显示所有类和成员 -c 对代码进行反汇编 -s 输出内部类型签名 -sysinfo 显示正在处理的类的 系统信息 (路径, 大小, 日期, MD5 散列) -constants 显示最终常量 -classpath <path> 指定查找用户类文件的位置 -cp <path> 指定查找用户类文件的位置 -bootclasspath <path> 覆盖引导类文件的位置
查看Test1.txt文件，内容如下：
Classfile /D:/project/prism/NMPA/sdjg-rest/target/test-classes/com/ccb/jawa/rest/Test1.class Last modified 2022-1-15; size 615 bytes MD5 checksum bfdf995e9ffde380eededfed022718a7 Compiled from "Test1.java" public class com.ccb.jawa.rest.Test1 minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: // 常量池 #1 = Methodref #5.#24 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Fieldref #25.#26 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #3 = Methodref #27.#28 // java/io/PrintStream.println:(I)V #4 = Class #29 // com/ccb/jawa/rest/Test1 #5 = Class #30 // java/lang/Object #6 = Utf8 <init> #7 = Utf8 ()V #8 = Utf8 Code #9 = Utf8 LineNumberTable #10 = Utf8 LocalVariableTable #11 = Utf8 this #12 = Utf8 Lcom/ccb/jawa/rest/Test1; #13 = Utf8 main #14 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #15 = Utf8 args #16 = Utf8 [Ljava/lang/String; #17 = Utf8 a #18 = Utf8 I #19 = Utf8 b #20 = Utf8 c #21 = Utf8 MethodParameters #22 = Utf8 SourceFile #23 = Utf8 Test1.java #24 = NameAndType #6:#7 // "<init>":()V #25 = Class #31 // java/lang/System #26 = NameAndType #32:#33 // out:Ljava/io/PrintStream; #27 = Class #34 // java/io/PrintStream #28 = NameAndType #35:#36 // println:(I)V #29 = Utf8 com/ccb/jawa/rest/Test1 #30 = Utf8 java/lang/Object #31 = Utf8 java/lang/System #32 = Utf8 out #33 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #34 = Utf8 java/io/PrintStream #35 = Utf8 println #36 = Utf8 (I)V { public com.ccb.jawa.rest.Test1(); // 该类默认的无参构造器，由编译器自动添加 descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 8: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test1; public static void main(java.lang.String[]); // main方法的信息 descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=4, args_size=1 0: iconst_2 1: istore_1 2: iconst_5 3: istore_2 4: iload_2 5: iload_1 6: isub 7: istore_3 8: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 11: iload_3 12: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 15: return LineNumberTable: line 10: 0 line 11: 2 line 12: 4 line 13: 8 line 14: 15 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 16 0 args [Ljava/lang/String; 2 14 1 a I 4 12 2 b I 8 8 3 c I MethodParameters: Name Flags args } SourceFile: "Test1.java"
内容大致分为 4个部分：
第一部分：显示了生成这个class的java源文件、版本信息、生成时间等。
第二部分：显示了该类中所涉及到常量池，共35个常量。
第三部分：显示该类的构造器，编译器自动插入的。
第四部分：显示了main方法的信息。（这个是需要我们重点关注的）
2、常量池
3、描述符
1）、字段描述符
[ 表示数组。LClassName; 表示类的实例。
2）、方法描述符
示例：The method descriptor for the method:
Object m(int i, double d, Thread t) {...}
is:
(IDLjava/lang/Thread;)Ljava/lang/Object;
Ljava/lang/Thread;表示Thread类的实例，Ljava/lang/Object;表示Object对象的实例。前面是参数，第一个参数是int类型，第二个参数是double类型，第三个参数是Thread类型，后面是返回值，方法名不见了。
[Ljava/lang/String;字符串数组。
4、解读方法字节码
public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V //方法描述，V表示该方法的返回值为void flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC // 方法修饰符，public、static的 Code: // 代码 // stack=2,操作栈的大小为2、locals=4，本地变量表大小，args_size=1, 参数的个数为1 stack=2, locals=4, args_size=1 0: iconst_2 //将数字2值压入操作栈，位于栈的最上面 1: istore_1 //从操作栈中弹出一个元素(数字2)，放入到本地变量表中，位于下标为1的位置（下标为0的是this） 2: iconst_5 //将数字5值压入操作栈，位于栈的最上面 3: istore_2 //从操作栈中弹出一个元素(5)，放入到本地变量表中，位于第下标为2个位置 4: iload_2 //将本地变量表中下标为2的位置元素压入操作栈（5） 5: iload_1 //将本地变量表中下标为1的位置元素压入操作栈（2） 6: isub //操作栈中的2个数字相减 7: istore_3 // 将相减的结果压入到本地本地变量表中，位于下标为3的位置 // 通过#2号找到对应的常量，即可找到对应的引用 8: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 11: iload_3 //将本地变量表中下标为3的位置元素压入操作栈（3） // 通过#3号找到对应的常量，即可找到对应的引用，进行方法调用 12: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 15: return //返回 LineNumberTable: //行号的列表 line 6: 0 // 源码中的第六行对应字节码中的第0行 line 7: 2 // 源码中的第7行对应字节码中的第2行 line 8: 4 line 9: 8 line 10: 15 // 源码中的第10行对应字节码中的第15行，即return LocalVariableTable: // 本地变量表，大小为4 Start Length Slot Name Signature 0 16 0 args [Ljava/lang/String; 2 14 1 a I 4 12 2 b I 8 8 3 c I } SourceFile: "Test1.java"
操作栈：在操作的时候，要先把值放到操作栈中才能操作。局部变量放入栈内存中。
V:表示该方法的返回值为void。
load_x:将本地变量中下标为x的位置元素压入操作栈。load表示加载。
store_x:从操作栈中弹出一个元素，放入到本地变量表中，位于下表为x的位置。store表示存储。
const_x:将数字x值压入操作栈，位于栈的最上面。
sub:相减
要想打印，先要找到System.out，通过getStatic #2来查找，#2的常量为Fieldref，Fieldref引用的是System.out。再通过#3来查找，#3的常量为Methodref，Methodref引用的是println方法，再进行调用。
图解
5、研究 i++ 与 ++i 的不同
我们都知道，i++表示，先返回再+1，++i表示，先+1再返回。它的底层是怎么样的呢? 我们一起探究下。
编写测试代码：
public class Test2 { public static void main(String[] args) { new Test2().method1(); new Test2().method2(); } public void method1(){ int i = 1; int a = i++; System.out.println(a); //打印1 } public void method2(){ int i = 1; int a = ++i; System.out.println(a);//打印2 } }
查看class字节码
Classfile /D:/project/prism/NMPA/sdjg-rest/target/test-classes/com/ccb/jawa/rest/Test2.class Last modified 2022-1-15; size 829 bytes MD5 checksum f67e3b02d0b686367716373c2a067105 Compiled from "Test2.java" public class com.ccb.jawa.rest.Test2 minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: #1 = Methodref #8.#28 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Class #29 // com/ccb/jawa/rest/Test2 #3 = Methodref #2.#28 // com/ccb/jawa/rest/Test2."<init>":()V #4 = Methodref #2.#30 // com/ccb/jawa/rest/Test2.method1:()V #5 = Methodref #2.#31 // com/ccb/jawa/rest/Test2.method2:()V #6 = Fieldref #32.#33 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #7 = Methodref #34.#35 // java/io/PrintStream.println:(I)V #8 = Class #36 // java/lang/Object #9 = Utf8 <init> #10 = Utf8 ()V #11 = Utf8 Code #12 = Utf8 LineNumberTable #13 = Utf8 LocalVariableTable #14 = Utf8 this #15 = Utf8 Lcom/ccb/jawa/rest/Test2; #16 = Utf8 main #17 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #18 = Utf8 args #19 = Utf8 [Ljava/lang/String; #20 = Utf8 MethodParameters #21 = Utf8 method1 #22 = Utf8 i #23 = Utf8 I #24 = Utf8 a #25 = Utf8 method2 #26 = Utf8 SourceFile #27 = Utf8 Test2.java #28 = NameAndType #9:#10 // "<init>":()V #29 = Utf8 com/ccb/jawa/rest/Test2 #30 = NameAndType #21:#10 // method1:()V #31 = NameAndType #25:#10 // method2:()V #32 = Class #37 // java/lang/System #33 = NameAndType #38:#39 // out:Ljava/io/PrintStream; #34 = Class #40 // java/io/PrintStream #35 = NameAndType #41:#42 // println:(I)V #36 = Utf8 java/lang/Object #37 = Utf8 java/lang/System #38 = Utf8 out #39 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #40 = Utf8 java/io/PrintStream #41 = Utf8 println #42 = Utf8 (I)V { public com.ccb.jawa.rest.Test2(); // 该类默认的无参构造器，由编译器自动添加 descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 8: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test2; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=1, args_size=1 // 操作栈的大小为2，locals为1，即本地变量大小为1，参数个数为1 0: new #2 // class com/ccb/jawa/rest/Test2 3: dup 4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 7: invokevirtual #4 // Method method1:()V 10: new #2 // class com/ccb/jawa/rest/Test2 13: dup 14: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 17: invokevirtual #5 // Method method2:()V 20: return LineNumberTable: line 10: 0 line 11: 10 line 12: 20 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 21 0 args [Ljava/lang/String; MethodParameters: Name Flags args public void method1(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=3, args_size=1 // 操作栈大小为2，本地变量大小为3，参数个数为1 0: iconst_1 1: istore_1 2: iload_1 3: iinc 1, 1 6: istore_2 7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 10: iload_2 11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 14: return LineNumberTable: line 14: 0 line 15: 2 line 16: 7 line 17: 14 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 15 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test2; 2 13 1 i I 7 8 2 a I public void method2(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=3, args_size=1 // 操作栈大小为2，本地变量个数为3，参数个数为1 0: iconst_1 1: istore_1 2: iinc 1, 1 5: iload_1 6: istore_2 7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 10: iload_2 11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 14: return LineNumberTable: line 19: 0 line 20: 2 line 21: 7 line 22: 14 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 15 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test2; 2 13 1 i I 7 8 2 a I } SourceFile: "Test2.java"
对比
i++：先load再increase
0: iconst_1 //将数字1压入到操作栈 1: istore_1 //将数字1从操作栈弹出，压入到本地变量表中，下标为1 2: iload_1 //从本地变量表中获取下标为1的数据，压入到操作栈中 3: iinc 1, 1 // 将本地变量中的1，再+1 6: istore_2 // 将数字1从操作栈弹出，压入到本地变量表中，下标为2 7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 10: iload_2 //从本地变量表中获取下标为2的数据，压入到操作栈中 11: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 14: return
inc：是increase的缩写。
++i：先increase再load
0: iconst_1 //将数字1压入到操作栈 1: istore_1 //将数字1从操作栈弹出，压入到本地变量表中，下标为1 2: iinc 1, 1// 将本地变量中的1，再+1 5: iload_1 //从本地变量表中获取下标为1的数据（2），压入到操作栈中 6: istore_2 //将数字2从操作栈弹出，压入到本地变量表中，下标为2 7: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 10: iload_2 //从本地变量表中获取下标为2的数据（2），压入到操作栈中 11 invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 14: return
区别：
i++
只是在本地变量中对数字做了相加，并没有将数据压入到操作栈，而是将前面拿到的数字 1，再次从操作栈中拿到，压入到本地变量中
++i
将本地变量中的数字做了相加，并且将数据压入到操作栈，将操作栈中的数据，再次压入到本地变量中
小结：可以通过查看字节码的方式对代码的底层做研究，探究其原理。
6、字符串拼接
字符串的拼接在开发过程中使用是非常频繁的，常用的方式有三种：
（1）、+ 号拼接： str+"456"
（2）、StringBuilder 拼接
（3）、StringBuffer拼接
StringBuffer是保证线程安全的，效率是比较低的，我们更多的是使用场景是不会涉及到线程安全的问题的，所以更多的时候会选择StringBuilder，效率会高一些。
那么，问题来了，StringBuilder和“+”号拼接，哪个效率高呢？接下来我们通过字节码的方式进行探究。
首先，编写个示例：
public class Test3 { public static void main(String[] args) { new Test3().m1(); new Test3().m2(); } public void m1(){ String s1 = "123"; String s2 = "456"; String s3 = s1 + s2; System.out.println(s3); } public void m2(){ String s1 = "123"; String s2 = "456"; StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(s1); sb.append(s2); String s3 = sb.toString(); System.out.println(s3); } }
查看 Test3.class的字节码
Classfile /D:/project/prism/NMPA/sdjg-rest/target/test-classes/com/ccb/jawa/rest/Test3.class Last modified 2022-1-15; size 1150 bytes MD5 checksum 1c5ba1439d047a654eaeb8e0b708b8c2 Compiled from "Test3.java" public class com.ccb.jawa.rest.Test3 minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: #1 = Methodref #14.#37 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Class #38 // com/ccb/jawa/rest/Test3 #3 = Methodref #2.#37 // com/ccb/jawa/rest/Test3."<init>":()V #4 = Methodref #2.#39 // com/ccb/jawa/rest/Test3.m1:()V #5 = Methodref #2.#40 // com/ccb/jawa/rest/Test3.m2:()V #6 = String #41 // 123 #7 = String #42 // 456 #8 = Class #43 // java/lang/StringBuilder #9 = Methodref #8.#37 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V #10 = Methodref #8.#44 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; #11 = Methodref #8.#45 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; #12 = Fieldref #46.#47 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #13 = Methodref #48.#49 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V #14 = Class #50 // java/lang/Object #15 = Utf8 <init> #16 = Utf8 ()V #17 = Utf8 Code #18 = Utf8 LineNumberTable #19 = Utf8 LocalVariableTable #20 = Utf8 this #21 = Utf8 Lcom/ccb/jawa/rest/Test3; #22 = Utf8 main #23 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #24 = Utf8 args #25 = Utf8 [Ljava/lang/String; #26 = Utf8 MethodParameters #27 = Utf8 m1 #28 = Utf8 s1 #29 = Utf8 Ljava/lang/String; #30 = Utf8 s2 #31 = Utf8 s3 #32 = Utf8 m2 #33 = Utf8 sb #34 = Utf8 Ljava/lang/StringBuilder; #35 = Utf8 SourceFile #36 = Utf8 Test3.java #37 = NameAndType #15:#16 // "<init>":()V #38 = Utf8 com/ccb/jawa/rest/Test3 #39 = NameAndType #27:#16 // m1:()V #40 = NameAndType #32:#16 // m2:()V #41 = Utf8 123 #42 = Utf8 456 #43 = Utf8 java/lang/StringBuilder #44 = NameAndType #51:#52 // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; #45 = NameAndType #53:#54 // toString:()Ljava/lang/String; #46 = Class #55 // java/lang/System #47 = NameAndType #56:#57 // out:Ljava/io/PrintStream; #48 = Class #58 // java/io/PrintStream #49 = NameAndType #59:#60 // println:(Ljava/lang/String;)V #50 = Utf8 java/lang/Object #51 = Utf8 append #52 = Utf8 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; #53 = Utf8 toString #54 = Utf8 ()Ljava/lang/String; #55 = Utf8 java/lang/System #56 = Utf8 out #57 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #58 = Utf8 java/io/PrintStream #59 = Utf8 println #60 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V { public com.ccb.jawa.rest.Test3(); // 该类默认的无参构造器，由编译器自动提供 descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 8: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test3; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=1, args_size=1 0: new #2 // class com/ccb/jawa/rest/Test3 3: dup 4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 7: invokevirtual #4 // Method m1:()V 10: new #2 // class com/ccb/jawa/rest/Test3 13: dup 14: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 17: invokevirtual #5 // Method m2:()V 20: return LineNumberTable: line 10: 0 line 11: 10 line 12: 20 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 21 0 args [Ljava/lang/String; MethodParameters: Name Flags args public void m1(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=4, args_size=1 0: ldc #6 // String 123 2: astore_1 3: ldc #7 // String 456 5: astore_2 6: new #8 // class java/lang/StringBuilder 9: dup 10: invokespecial #9 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 13: aload_1 14: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 17: aload_2 18: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 21: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 24: astore_3 25: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 28: aload_3 29: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 32: return LineNumberTable: line 14: 0 line 15: 3 line 16: 6 line 17: 25 line 18: 32 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 33 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test3; 3 30 1 s1 Ljava/lang/String; 6 27 2 s2 Ljava/lang/String; 25 8 3 s3 Ljava/lang/String; public void m2(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=5, args_size=1 0: ldc #6 // String 123 2: astore_1 3: ldc #7 // String 456 5: astore_2 6: new #8 // class java/lang/StringBuilder 9: dup 10: invokespecial #9 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 13: astore_3 14: aload_3 15: aload_1 16: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 19: pop 20: aload_3 21: aload_2 22: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 25: pop 26: aload_3 27: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 30: astore 4 32: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 35: aload 4 37: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 40: return LineNumberTable: line 20: 0 line 21: 3 line 22: 6 line 23: 14 line 24: 20 line 25: 26 line 26: 32 line 27: 40 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 41 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test3; 3 38 1 s1 Ljava/lang/String; 6 35 2 s2 Ljava/lang/String; 14 27 3 sb Ljava/lang/StringBuilder; 32 9 4 s3 Ljava/lang/String; } SourceFile: "Test3.java"
从解字节码中可以看出， m1()方法源码中是使用+号拼接，但是在字节码中也被编译成了StringBuilder方式。
所以，可以得出结论，字符串拼接，+号和StringBuilder是相等的，效率一样。
接下来，我们再看一个案例：
public class Test4 { public static void main(String[] args) { new Test4().m1(); new Test4().m2(); } public void m1(){ String str = ""; for (int i = 0; i < 5; i++) { str = str + i; } System.out.println(str); } public void m2(){ StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 5; i++) { sb.append(i); } System.out.println(sb.toString()); } }
m1() 与 m2() 哪个方法的效率高？
依然是通过字节码的方式进行探究。
Classfile /D:/project/prism/NMPA/sdjg-rest/target/test-classes/com/ccb/jawa/rest/Test4.class Last modified 2022-1-15; size 1228 bytes MD5 checksum ea2c7a00535af2136a82e1bf4a91ab6c Compiled from "Test4.java" public class com.ccb.jawa.rest.Test4 minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: #1 = Methodref #14.#40 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Class #41 // com/ccb/jawa/rest/Test4 #3 = Methodref #2.#40 // com/ccb/jawa/rest/Test4."<init>":()V #4 = Methodref #2.#42 // com/ccb/jawa/rest/Test4.m1:()V #5 = Methodref #2.#43 // com/ccb/jawa/rest/Test4.m2:()V #6 = String #44 // #7 = Class #45 // java/lang/StringBuilder #8 = Methodref #7.#40 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V #9 = Methodref #7.#46 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; #10 = Methodref #7.#47 // java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder; #11 = Methodref #7.#48 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; #12 = Fieldref #49.#50 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #13 = Methodref #51.#52 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V #14 = Class #53 // java/lang/Object #15 = Utf8 <init> #16 = Utf8 ()V #17 = Utf8 Code #18 = Utf8 LineNumberTable #19 = Utf8 LocalVariableTable #20 = Utf8 this #21 = Utf8 Lcom/ccb/jawa/rest/Test4; #22 = Utf8 main #23 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #24 = Utf8 args #25 = Utf8 [Ljava/lang/String; #26 = Utf8 MethodParameters #27 = Utf8 m1 #28 = Utf8 i #29 = Utf8 I #30 = Utf8 str #31 = Utf8 Ljava/lang/String; #32 = Utf8 StackMapTable #33 = Class #54 // java/lang/String #34 = Utf8 m2 #35 = Utf8 sb #36 = Utf8 Ljava/lang/StringBuilder; #37 = Class #45 // java/lang/StringBuilder #38 = Utf8 SourceFile #39 = Utf8 Test4.java #40 = NameAndType #15:#16 // "<init>":()V #41 = Utf8 com/ccb/jawa/rest/Test4 #42 = NameAndType #27:#16 // m1:()V #43 = NameAndType #34:#16 // m2:()V #44 = Utf8 #45 = Utf8 java/lang/StringBuilder #46 = NameAndType #55:#56 // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; #47 = NameAndType #55:#57 // append:(I)Ljava/lang/StringBuilder; #48 = NameAndType #58:#59 // toString:()Ljava/lang/String; #49 = Class #60 // java/lang/System #50 = NameAndType #61:#62 // out:Ljava/io/PrintStream; #51 = Class #63 // java/io/PrintStream #52 = NameAndType #64:#65 // println:(Ljava/lang/String;)V #53 = Utf8 java/lang/Object #54 = Utf8 java/lang/String #55 = Utf8 append #56 = Utf8 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; #57 = Utf8 (I)Ljava/lang/StringBuilder; #58 = Utf8 toString #59 = Utf8 ()Ljava/lang/String; #60 = Utf8 java/lang/System #61 = Utf8 out #62 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #63 = Utf8 java/io/PrintStream #64 = Utf8 println #65 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V { public com.ccb.jawa.rest.Test4(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 8: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test4; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=1, args_size=1 0: new #2 // class com/ccb/jawa/rest/Test4 3: dup 4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 7: invokevirtual #4 // Method m1:()V 10: new #2 // class com/ccb/jawa/rest/Test4 13: dup 14: invokespecial #3 // Method "<init>":()V 17: invokevirtual #5 // Method m2:()V 20: return LineNumberTable: line 10: 0 line 11: 10 line 12: 20 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 21 0 args [Ljava/lang/String; MethodParameters: Name Flags args public void m1(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=3, args_size=1 0: ldc #6 // String 2: astore_1 // 将空字符串压入到本地变量表中的下表为1的位置 3: iconst_0 // 将数字0压入到操作栈顶 4: istore_2 // 将栈顶数字0压入到本地变量表中的下表为2的位置 5: iload_2 // 将本地变量中下标为2的数字0压入到操作栈顶 6: iconst_5 // 将数字5压入到操作栈顶 7: if_icmpge 35 // 比较栈顶两int型数值的大小，当结果大于等于0时跳转到第35行，即跳出for循环，否则继续执行for循环。 10: new #7 // class java/lang/StringBuilder 注意：每一次循环都要new一次对象， 13: dup // 复制栈顶数值并将复制值压入栈顶（数字5） 14: invokespecial #8 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 17: aload_1 18: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 21: iload_2 // 将本地变量中下标为2的数字0压入操作栈顶 22: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder; 25: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 28: astore_1 29: iinc 2, 1 // 下标为2的数加1 32: goto 5 // 重定向到第5行 35: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 38: aload_1 39: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 42: return LineNumberTable: line 14: 0 line 15: 3 line 16: 10 line 15: 29 line 18: 35 line 19: 42 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 5 30 2 i I 0 43 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test4; 3 40 1 str Ljava/lang/String; StackMapTable: number_of_entries = 2 frame_type = 253 /* append */ offset_delta = 5 locals = [ class java/lang/String, int ] frame_type = 250 /* chop */ offset_delta = 29 public void m2(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=3, args_size=1 0: new #7 // class java/lang/StringBuilder 3: dup 4: invokespecial #8 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 7: astore_1 8: iconst_0 9: istore_2 10: iload_2 11: iconst_5 12: if_icmpge 27 15: aload_1 16: iload_2 17: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder; 20: pop 21: iinc 2, 1 24: goto 10 27: getstatic #12 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 30: aload_1 31: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 34: invokevirtual #13 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 37: return LineNumberTable: line 21: 0 line 22: 8 line 23: 15 line 22: 21 line 25: 27 line 26: 37 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 10 17 2 i I 0 38 0 this Lcom/ccb/jawa/rest/Test4; 8 30 1 sb Ljava/lang/StringBuilder; StackMapTable: number_of_entries = 2 frame_type = 253 /* append */ offset_delta = 10 locals = [ class java/lang/StringBuilder, int ] frame_type = 250 /* chop */ offset_delta = 16 } SourceFile: "Test4.java"
可以看到， m1()方法中的循环体内，每一次循环都会创建StringBuilder对象，效率低于m2()方法。
当用+号进行一次字符串拼接的时候都会new一个StringBuilder，循环5次就会new 5个StringBuilder对象。
m2（）方法中在循环体内并没有new StringBuilder对象，而是没次都是调用append方法，即在循环体外new了一次，在循环体内一直append，而new对象和销毁对象都会占用系统资源。
实际开发中：
例1：
@Bean public KeyGenerator wiselyKeyGenerator() { return new KeyGenerator() { @Override public Object generate(Object target, Method method, Object... params) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(target.getClass().getName()); sb.append(method.getName()); for (Object obj : params) { sb.append(obj.toString()); } return sb.toString(); } }; }
例2：
public static String getSequence(long seq) { String str = String.valueOf(seq); int len = str.length(); if (len >= DEFAULT_LENGTH) {// 取决于业务规模,应该不会到达4 return str; } int rest = DEFAULT_LENGTH - len; StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < rest; i++) { sb.append('0'); } sb.append(str); return sb.toString(); }
for循环中字符串拼接用StringBuilder。
小结：
使用字节码的方式可以很好查看代码底层的执行，从而可以看出哪些实现效率高，哪些实现效率低。可以更好的对我们的代码做优化。让程序执行效率更高。
7、字节码指令集
概述
1、在 JVM 指令集中，大多数的指令都包含其操作，所对应的数据类型信息
2、对于大部分与数据类型相关的字节码指令，它们的操作码助记符中都有特殊的字符，表明专门为哪种数据类型服务
（1）i 代表 int
（2）l 代表 long
（3）s 代表 short
（4）b 代表 byte
（5）c 代表 char
（6）f 代表 float
（7）d 代表 double
3、一些指令的助记符中，没有明确地指明操作类型的字母，如：arraylength 指令，它没有代表数据类型的特殊字符，但操作数永远只能是一个数组类型的对象
4、一些指令，如：无条件跳转指令 goto，则是与数据类型无关
5、大部分的指令都没有支持整数类型 byte、char、short，没有任何指令支持 boolean
（1）编译器会在编译期或运行期，将 byte、short 类型的数据带符号扩展（Sign-Extend）为相应的 int 类型数据
（2）将 boolean、char 类型数据零位扩展（Zero-Extend）为相应的 int 类型数据
（3）在处理boolean、byte、short、char 类型的数组时，也会转换为使用对应的 int 类型的字节码指令来处理
（4）大多数对于 boolean、byte、short、char 类型数据的操作，实际上都是使用相应的 int 类型作为运算类型
6、将 JVM 中的字节码指令集，按用途分成 9 类
（1）加载与存储指令
（2）算术指令
（3）类型转换指令
（4）对象的创建与访问指令
（5）方法调用与返回指令
（6）操作数栈管理指令
（7）比较控制指令
（8）异常处理指令
（9）同步控制指令
7、进行值相关操作时
（1）一个指令，可以从局部变量表、常量池、堆中对象、方法调用、系统调用中等取得数据，这些数据（可能是值，可能是对象的引用）被压入操作数栈
（2）一个指令，也可以从操作数栈中取出一到多个值（出栈多次），完成赋值、加减乘除、方法传参、系统调用等操作
操作数栈
1、在解释执行过程中，每当为 Java 方法分配栈帧时，JVM 需要开辟一块额外的空间作为操作数栈，来存放计算的操作数以及返回结果
2、执行每条指令之前，JVM 要求该指令的操作数已被压入操作数栈中
3、在执行指令时，JVM 的操作数会将该指令所需的操作树弹出，将指令的结果重新压入栈中
加载与存储指令
1、局部变量压栈指令
（1）将一个局部变量加载到操作数栈
（2）xload、xload_n：其中 x 为 i、l、f、d、a；n 为 0 到 3
2、常量入栈指令
（1）将一个常量加载到操作数栈
（2）bipush、sipush、ldc、ldc_w、ldc2_w、aconst_null、iconst_m1、iconst_i、lconst_l、fconst_f、dconst_d
3、出栈装入局部变量表指令
（1）将一个数值从操作数栈存储到局部变量表
（2）xstore、xstore_n：其中 x 为 i、l、f、d、a；n 为 0 到 3
（3）xastore，其中 x 为 i、l、f、d、a、b、c、s
4、扩充局部变量表的访问索引的指令：wide
5、以上所列举的指令助记符中，一部分是以 n 结尾，实际上代表一组指令
（1）这几组指令都是某个带有一个操作数的通用指令的特殊形式
（2）对于这若干组特殊指令，它们表面上没有操作数，不需要进行取操作数的动作，但操作数都隐含在指令中
（3）除此之外，它们的语义与原生的通用指令完全一致
（4）字母指定了指令隐含操作数的数据类型：n 代表非负的整数，i 代表是 int 类型，l 代表 long 类型，f 代表 float 类型，d 代表 double 类型
局部变量压栈指令
1、将给定的局部变量表中的数据，压入操作数栈
2、xload_n
（1）x 为 i、l、f、d、a；x 取值表示数据类型
（2）n 为 0 到 3
（3）表示将局部变量 n，压入操作数栈
3、xload
（1）x 为 i、l、f、d、a；x 取值表示数据类型
（2）通过指定参数的形式，把局部变量压入操作数栈，当使用这个命令时，表示局部变量的数量可能超过 4 个
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
常量入栈指令
1、将常数压入操作数栈
2、根据数据类型和入栈内容分类
（1）const 系列
（2）push 系列
（3）ldc 指令
3、const 系列
（1）用于对特定的常量入栈，入栈的常量隐含在指令本身里
（2）iconst_i（i 从 -1 到 5）、lconst_l（l 从 0 到 1）、fconst_f（f 从 0 到 2）、dconst_d（d 从 0 到 1）、aconst_null
（3）指令助记符的第一个字符总是表示数据类型，i 表示 int，l 表示 long，f 表示 float，d 表示 double ，习惯上用 a 表示对象引用；如果指令隐含操作的参数，会以下划线形式表示
4、push 系列
（1）将参数压入栈
（2）主要包括 bipush、sipush
（3）区别：接收数据类型的不同，bipush 接收 8 位整数作为参数；sipush 接收 16 位整数
5、ldc 系列
（1）如果以上指令都不能满足需求，那么可以使用万能 ldc 指令
（2）可以接收一个 8 位的参数，该参数指向常量池中的 int、float、String 的索引，将指定的内容压入堆栈
（3）ldc_w：接收两个 8 位参数，能支持的索引范围大于 ldc
（4）如果要压入的元素是 long 或 double，则使用 ldc2_w 指令
| 类型 | 常数指令 | 范围 |
|---|---|---|
| int(boolean,byte,char,short) | iconst | [-1, 5] |
| bipush | [-128, 127] | |
| sipush | [-32768, 32767] | |
| ldc | any int value | |
| long | lconst | 0, 1 |
| ldc | any long value | |
| float | fconst | 0, 1, 2 |
| ldc | any float value | |
| double | dconst | 0, 1 |
| ldc | any double value | |
| reference | aconst | null |
| ldc | String literal, Class literal |
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）
出栈装入局部变量表指令
1、将操作数栈中栈顶元素弹出后，装入局部变量表的指定位置，用于给局部变量赋值
2、主要以 store 形式存在
（1）xstore：x 为 i、l、f、d、a
（2）xstore_n：x 为 i、l、f、d、a；n 为 0 至 3
（3）n 代表局部变量索引
3、xstore 由于没有隐含参数信息，所以需要提供一个 byte 类型的参数，指定目标局部变量表的位置
（1）一般 store 需要带一个参数，指明将弹出的元素，放在局部变量表的第几个位置
（2）为了尽可能压缩指令大小，使用专门 _n（n 为 0 至 3），表示将弹出的元素放置在局部变量表的索引 n 位置
（3）_n 虽然增加指令数量，但可以压缩生成的字节码的体积
（4）如果局部变量表很大，需要存储的槽位大于3，则需要外加一个参数，用来表示需要存放的槽位位置
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 使用附加字节扩展局部变量索引
算术指令
1、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2、逻辑运算
（1）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（2）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（3）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3、算术指令集
| 算数指令 | int(boolean,byte,char,short) | long | float | double | |
|---|---|---|---|---|---|
| 加法指令 | iadd | ladd | fadd | dadd | |
| 减法指令 | isub | lsub | fsub | dsub | |
| 乘法指令 | imul | lmul | fmul | dmul | |
| 除法指令 | idiv | ldiv | fdiv | ddiv | |
| 求余指令 | irem | lrem | frem | drem | |
| 取反指令 | ineg | lneg | fneg | dneg | |
| 自增指令 | iinc | ||||
| 位运算指令 | 按位或指令 | ior | lor | ||
| 按位或指令 | ior | lor | |||
| 按位与指令 | iand | land | |||
| 按位异或指令 | ixor | lxor | |||
| 比较指令 | lcmp | fcmpg / fcmpl | dcmpg / dcmpl | ||
4、比较指令
（1）比较栈顶两个元素的大小，并将比较结果入栈
（2）dempg，dempl、fcmpg、fcmpl、lcmp
（3）首字符 d 表示 double 类型，f 表示 float，l 表示 long
（4）对于 double、float 类型的数字，由于存在 NaN，各有两个版本的比较指令：fcmpg / fcmpl，dcmpg / dcmpl
（5）lcmp 针对 long 型整数，由于 long 型整数没有 NaN 值，无需准备两套指令
（6）两个指令的不同之处在于，如果遇到 NaN 值，fcmpg 会压入 1，fcmpl 会压入 -1
类型转换指令
1、可以将两种不同的数值类型，进行相互转换
2、作用
（1）实现用户代码中的显式类型转換操作
（2）处理字节码指令集中，数据类型相关指令无法与数据类型一一对应的问题
| byte | char | short | int | long | float | double | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| int | i2b | i2c | i2s | ○ | i2l | i2f | i2d |
| long | l2i i2b | l2i i2c | l2i i2s | l2i | ○ | l2f | l2d |
| float | f2i i2b | f2i i2c | f2i i2s | f2i | f2l | ○ | f2d |
| double | d2i i2b | d2i i2c | d2i i2s | d2i | d2l | d2f | ○ |
宽化类型转换（Widening Numeric Conversions）
1、转换规则
（1）JVM 直接支持以下数值的宽化类型转换，小范围类型向大范围类型的安全转换，并不需要指令执行
（2）从 int 到 long、float、double，对应指令：i2l、i2f、i2d
（3）从 long 到 float、double，对应的指令为：i2f、i2d
（4）从 float 到 double，对应指令为：f2d
（5）简化为：int -> long -> float -> double
2、精度损失问题
（1）宽化类型转换不会因为超过目标类型最大值，而丢失信息，转换前后的值是精确相等的
（2）从 int、long 到 float；long 到 double 时，将可能丢失几个最低有效位上的值，转换后的浮点数值，是根据 IEEE 754 最接近舍入模式，所得到的正确整数值
（3）尽管宽化类型转换实际上是可能发生精度丢失的，但是这种转换永远不会导致 JVM 抛出运行时异常
3、实际上不存在从 byte、char、short 到 int 的宽化类型转换
（1）对于 byte 转为 int，JVM 并没有做实质性的转化处理，只是简单地通过操作数栈交換两个数据
（2）将 byte 转为 long 时，使用的是 i2l，byte 已经等同于 int 类型处理，short 同理
（3）可以减少实际的数据类型，如果为 short、byte 都准备一套指令，则指令的数量就大幅增加，而虚拟机目前的设计上，只愿意使用一个字节表示指令，因此指令总数不能超过256个，为了节省指令资源，将 short、byte 当做 int 处理
（4）由于局部变量表中的槽位固定为 32 位，无论是 byte 或 short 存入局部变量表，都会占用 32 位空间
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
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
f2d 把float类型的数据转化为double类型
窄化类型转换
1、转换规则
（1）JVM 直接支持以下窄化类型转换
（2）从 int 至 byte、 short、char，对应指令：i2b、i2c、i2s
（3）从 long 到 int，对应指令：l2i
（4）从 float 到 int、long，对应指令：f2i、f2l
（5）从 double 到 int、long、float，对应指令：d2i、d2l、d2f
2、精度损失问题
（1）窄化类型转换可能会导致转换结果具备不同的正负号、不同的数量级
（2）尽管数据类型窄化转换可能会发生上限溢出、下限溢出、精度丢失等情况，但是 Java虚拟机规范中，明确规定数值类型的窄化转换指令永远不可能导致虚拟机抛出运行时异常
3、当将一个浮点值，窄化转换为整数类型 T ( T 限于 int、long 之一）时，将遵循以下转换规则
（1）如果浮点值是 NaN，则转换结果就是 int 或 long 类型的 0
（2）如果浮点值不是无穷大，浮点值使用 IEEE 754 的向零含入模式取整，获得整数值 V
（3）如果 V 在目标类型 T（int 或 long）表示范围之内，则转换结果就是 V
（4）否则，将根据 V 的符号，转换为 T 所能表示的最大或最小正数
4、当将一个 double，窄化转换为 float 时，将遵循以下转换规则
（1）通过向最接近数舍入模式，舍入一个可以使用 float 类型表示的数字
（2）最后结果根据以下 3 条规则判断
（3）如果转换结果的绝对值太小，而无法使用 float 表示，将返回 float 类型的正负零
（4）如果转换结果的绝对值太大，而无法使用 float 表示，将返回 float 类型的正负无穷大
（5）对于 double 类型的 NaN 值，将按规定转換为 float 类型的 NaN 值
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
l2i 把long类型的数据转化为int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
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
对象操作指令
1、虚拟机平台从字节码层面，对面向对象做深层次的支持、
2、分类
（1）创建指令
（2）字段访问指令
（3）数组操作指令
（4）类型检查指令
创建指令
1、JVM 对类实例、数组的创建与操作使用不同的字节码指令
2、创建类实例的指令
（1）new：接收一个操作数，为指向常量池的索引，表示要创建的类型，执行完成后，将对象的引用压入栈
3、创建数组的指令：
（1）newarray：创建基本类型数组
（2）anewarray：创建引用类型数组
（3）multianewarray：创建多维数组
字段访问指令
1、对象创建后，可以通过对象访问指令，获取对象实例，或数组实例中的字段或者数组元素
2、访问类学段 / static 字段 / 类变量指令：getstatic、putstatic
3、访问类实例字段 / 非 static 字段 / 实例变量的指令：getfield、putfield
数组操作指令
| 数组指令 | byte(boolean) | char | short | long | long | float | double | reference |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| xaload | baload | caload | saload | iaload | laload | faload | daload | aaload |
| xastore | bastore | castore | sastore | iastore | lastore | fastore | dastore | aastore |
1、数组操作指令主要有：xastore、xaload
（1）把一个数组元素，加载到操作数栈的指令：baload、caload、saload、iaload、laload、faload、daload、aaload
（2）将一个操作数栈的值，存储到数组元素中的指令：bastore、castore、sastore、iastore、lastore、fastore、dastore、aastore
（3）取数组长度的指令：arraylength，该指令弹出栈顶的数组元素，获取数组的长度，将长度压入栈
2、事项
（1）xaload：在执行时，要求操作数中栈顶元素为数组索引 i，栈顶顺位第 2 个元素为数组引用 a，该指令会弹出栈顶这两个元素，并将 a[i] 重新压入栈
（2）xastore：在执行前，操作数栈顶需要准备 3 个元素：值、索引、数组引用，操作数栈弹出 3 个值，并将值赋给数组中指定索引的位置
类型检查指令
1、检查类实例、数组类型的指令：instanceof、checkcast
2、checkcast
（1）检查类型强制转换是否可以进行
（2）如果可以进行，则 checkcast 指令不会改变操作数栈
（3）否则抛出 java.lang.ClassCastException 异常
3、instanceof
（1）判断给定对象是否是某一个类的实例
（2）会将判断结果压入操作数栈
方法调用指令
1、invokevirtual
（1）调用对象的实例方法
（2）根据对象的实际类型进行分派（虚方法分派），支持多态
（3）Java 语言中最常见的方法分派方式
2、invokeinterface
（1）调用接口方法
（2）在运行时搜索由特定对象所实现的这个接口方法，并找出适合的方法进行调用
3、invokespecial
（1）调用一些需要特殊处理的实例方法，包括实例初始化方法（构造器）、私有方法、父类方法
（2）方法都是静态类型绑定，不会在调用时进行动态派发
4、invokestatic
（1）调用命名类中的类方法 / static 方法
（2）静态绑定
5、invokedynamic
（1）调用动态绑定的方法
（2）JDK 1.7 后新加入的指令
（3）在运行时，动态解析出调用点限定符所引用的方法，并执行该方法
（4）前 4 条调用指令的分派逻辑，固化在 JVM 内部，而 invokedynamic 分派逻辑是由用户所设定的引导方法决定的
方法返回指令
| 方法返回指令 | void | int | long | float | double | reference |
|---|---|---|---|---|---|---|
| xreturn | return | ireturn | lreturn | freutrn | dreturn | areturn |
1、方法调用结束前，需要进行返回
2、方法返回指令根据返回值的类型区分
（1）ireturn（当返回值为 boolean、byte、char、short、int 类型时使用）、lreturn、freturn、dreturn、areturn
（2）return：支持声明为 void 方法、实例初始化方法、类和接口的类初始化方法
操作数栈管理指令
1、JVM 提供的操作数栈管理指令，可以用于直接操作操作数栈的指令
（1）将一个或两个元素从栈顶弹出，并且直接废弃：pop，pop2
（2）复制栈顶一个或两个数值，并将复制值重新压入栈顶：dup，dup2，dup_x1，dup2_x1，dup_x2，dup2_x2
（3）交换栈最顶端的两个 Slot 数值位置：swap（JVM 没有提供交换两个 64 位数据类型：long、double 数值的指令）
（4）nop：字节码为 0x00，和汇编语言中的 nop 一样，表示无操作，一般可用于调试、占位等
2、以上指令属于通用型，对栈的压入或弹出无需指明数据类型
控制转移指令
1、比较指令
2、条件分支指令
3、比较条件分支指令
4、多条件分支跳转指令
5、无条件跳转指令
比较指令
1、比较栈顶两个元素的大小，并将比较结果入栈
2、dempg，dempl、fcmpg、fcmpl、lcmp
（1）首字符 d 表示 double 类型，f 表示 float，l 表示 long
（2）对于 double、float 类型的数字，由于存在 NaN，各有两个版本的比较指令：fcmpg / fcmpl，dcmpg / dcmpl
（3）lcmp 针对 long 型整数，由于 long 型整数没有 NaN 值，无需准备两套指令
（4）两个指令的不同之处在于，如果遇到 NaN 值，fcmpg 会压入 1，fcmpl 会压入 -1
条件跳转指令
| < | <= | == | != | >= | > | null | not null |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| iflt | ifle | ifeq | ifng | ifge | ifgt | ifnull | ifnonnull |
1、在条件跳转指令执行前，一般可以先用比较指令进行栈顶元素的准备，然后进行条件跳转
2、ifeq，iflt，ifle，ifne，ifgt，ifge，ifnull，ifnonnull
（1）这些指令都接收两个字节的操作数，用于计算跳转的位置（16 位符号整数作为当前位置的 offset）
（2）统一含义：弹出栈顶元素，测试它是否满足某一条件，如果满足条件，则跳转到给定位置
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
ifnull 如果等于null，则跳转
ifnonnull 如果不等于null，则跳转3、与前面运算规则一致
（1）对于 boolean、byte、char、short 类型的条件分支比较操作，都是使用 int 类型的比较指令完成
（2）对于 long、float、double 类型的条件分支比较操作，则先执行相应类型的比较运算指令，返回一个整型值到操作数栈中，随后再执行 int 类型的条件分支比较操作，完成整个分支跳转
（3）由于各类型的比较，最终都会转为 int 类型的比较操作，所以 JVM 提供 int 类型的条件分支指令是最多的
比较条件跳转指令
| < | <= | == | != | >= | > |
|---|---|---|---|---|---|
| if_icmplt | if_icmple | if_icmpeq、if_acmpeq | if_icmpne、if_acmpne | if_icmpge | if_icmpgt |
1、类似比较指令和条件跳转指令的结合，它将比较和跳转两个步骤合二为一
2、if_icmpeq、if_icmpne、if_icmplt、if_icmpgt、if_icmple、if_icmpge、if_acmpeq、if_acmpne
（1）if_ 后，以字符 i 开头的指令针对 int 操作（包括 short、byte）
（2）if_ 后，以字符 a 开头的指令表示对象引用的比较
if_icmpeq 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_acmpne 如果两个对象引用不相等，则跳转3、所有指令都接收 2 个字节的操作数作为参数，用于计算跳转的位置
（1）同时在执行指令时，栈顶需要准备两个元素进行比较
（2）指令执行完成后，栈顶的两个元素被清空，且没有任何数据入栈
（3）如果预设条件成立，则执行跳转，否则，继续执行下一条语句
多条件分支跳转
1、专为 switch case 语句设计
2、tableswitch：用于 switch 条件跳转，case 值连续，通过索引访问跳转表，并跳转
3、lookupswitch：用于 switch 条件跳转，case 值不连续，通过键值匹配访问跳转表，并执行跳转操作
4、区别
（1）tableswitch：要求多个条件分支值是连续的，它内部只存放起始值和终止值，以及若干个跳转偏移量，通过给定的操作数index，可以立即定位到跳转偏移量位置，因此效率比较高
（2）lookupswitch：内部存放着各个离散的 case-offset 对，case-offset 对按照 case 值大小排序，给定 index 时，每次执行都要搜索全部的 case-offset 对，查找与 index 相等的 case，获得其 offset，并根据对应的 offset 计算跳转地址，因此效率较低
（3）如果找不到，则跳转到 defauit
无条件跳转
1、主要的无条件跳转指令为 goto
（1）接收两个字节的操作数，共同组成一个带符号的整数
（2）用于指定指令的偏移量
（3）指令执行的目的就是跳转到偏移量给定的位置处
2、如果指令偏移量太大，超过双字节的带符号整数的范围，则可以使用指令 goto_
（1）和 goto 有相同的作用
（2）但它接收 4 个字节的操作数，可以表示更大的地址范围
3、jsr、jsr_w、ret
（1）主要用于 try-finally 语句
（2）jsr：跳转至指定 16 位 offset 位置，并将 jsr 下一条指令地址压入栈顶
（3）jsr_w：挑转至指定 32 位 offeset 位置，并将 jsr_w 下一条指令地址压入栈顶
（4）ret：返回至由指定的局部变量，所给出的指令位置，一般与 sr、jsr_w 联合使用
（5）已经被虚拟机逐渐废弃
异常处理指令
athrow 抛出异常或错误，将栈顶异常抛出
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1、athrow
（1）在 Java 程序中显示抛出异常的操作（throw 语句），都是由 athrow 指令实现
（2）除了使用 throw 语句显示抛出异常情况之外，JVM 规范还规定许多运行时异常，会在其他 JVM 指令检测到异常状况时自动抛出
2、事项
（1）正常情况下，操作数栈的压入 / 弹出都是一条指令完成
（2）唯一例外是在抛异常时，JVM 会清除操作数栈上的所有内容，然后将异常实例压入调用者操作数栈上
3、处理异常
（1）在 JVM 中，早期使用 jsr、jsr_w、ret 指令处理异常（catch 语句）
（2）目前不是由字节码指令实现，而是采用异常表来完成
4、异常表
（1）如果一个方法定义一个 try-catch 或 try-finally 的异常处理，就会创建一个异常表
（2）包含每个异常处理，或 finally 块的信息
（3）保存每个异常处理信息，比如：起始位置、结束位置、程序计数器记录的代码处理的偏移地址、被捕获的异常类在常量池中的索引
5、当一个异常被抛出时，JVM 会在当前的方法里寻找一个匹配的处理
（1）如果没有找到，这个方法会强制结束，并弹出当前栈顿
（2）并且异常会重新抛给上层调用的方法（在调用方法栈帧）
（3）如果在所有栈帧弹出前，仍然没有找到合适的异常处理，这个线程将终止
（4）如果这个异常在最后一个非守护线程里抛出，将会导致 JVM 自己终止，比如 main 线程
（5）不管什么时候抛出异常，如果异常处理最终匹配了所有异常类型，代码就会继续执行，在这种情况下，如果方法结束后没有抛出异常，仍然执行 finally 块，在 return 前，它直接跳到 finally 块来完成目标
同步控制指令
1、JVM 支持两种同步结构
（1）方法级的同步
（2）方法内部一段指令序列的同步
2、两种同步都是使用 monitor 支持
（1）montiorenter：进入并获取对象监视器，即为栈顶对象加锁
（2）monitorexit：释放并退出对象监视器，即为栈顶对象解锁
3、方法级的同步
（1）隐式，即无须通过字节码指令来控制，它实现在方法调用和返回操作之中
（2）虚拟机可以从方法常量池的方法表结构中的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志，得知一个方法是否声明为同步方法
（3）当调用方法时，调用指令将会检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否设置
（4）如果设置，执行线程将先持有同步锁，然后执行方法，最后在方法完成时（无论是正常完成，还是非正常完成），释放同步锁
（5）在方法执行期间，执行线程持有同步锁，其他任何线程都无法再获得同一个锁
（6）如果一个同步方法执行期间抛出异常，并且在方法内部无法处理此异常，则在异常抛到同步方法之外，同时，自动释放该同步方法所持有的锁
4、方法内指令序列的同步
（1）同步一段指令集序列，通常是由 Java 中的 synchronized 语句块来表示
（2）JVM 指令集有 monitorenter、monitorexit 支持 synchronized 关键字的语义
（3）当一个线程进入同步代码块时，它使用 monitorenter 指令请求进入
（4）如果当前对象的监视器计数器为 0，则它会被准许进入
（5）如果当前对象的监视器计数器为 1，则判断持有当前监视器的线程是否为自己
（6）如果是，则进入；否则，进行等待，直到对象的监视器计数器为 0，才会被允许进入同步块
（7）当线程退出同步块时，需要使用 monitorexit 声明退出
（8）在 JVM 中，任何对象都有一个监视器与之相关联，用来判断对象是否被锁定
（9）当监视器被持有后，对象处于锁定状态
（10）monitorenter、monitorexit 在执行时，都需要在操作数栈顶压入对象，之后 monitorenter、monitorexit 锁定和释放，都是针对该对象的监视器进行
5、编译器会自动产生一个异常处理器，这个异常处理器声明可处理所有的异常
（1）目的：执行 monitorexit 指令，保证在方法异常完成时，monitorenter、monitorexit 依然可以正确配对执行
（2）编译器必须确保，无论方法通过何种方式完成，方法中调用过的每条 monitorenter 指令，都必须执行其对应 monitorexit 指令，无论这个方法是正常结束，还是异常结束
