虚拟机字节码执行引擎

1.栈帧

方法执行和方法调用的数据结构。
每个栈帧包括:方法局部变量表,操作数栈,动态链接,方法返回地址。在编译的时候,局部变量表,操作数栈都是固定好了。不会在随着程序的运行期逐渐增大。

image.png

局部变量表:存储方法的参数,以及方法内部的变量。再将java文件转化成class文件的时候,就已经确定了该方法需要分配的局部变量表。

操作栈数:是一个先入后出的栈结构,目的是存储方法调用过程中的参数。举一个例子:
a+b 操作。首先会从局部变量表中获取a,b。然后在将a,b 存放到操作数栈中。执行到a+b的时候。a,b会弹出栈。相加之后在塞进栈中。
所谓"jvm基于栈,dvk基于寄存器".这里的栈大概就是指的是操作数栈。

动态连接:class文件里面的常量池保存着字面常量和引用变量。class里面的方法都有相对应的一个表结构存储。一个方法里面调用了另外一个方法。必须要访问class文件的方法表。根据符号变量找到调用的方法。这个过程我理解就是动态链接过程。我们知道方法里面栈帧是主要的数据结构。如何进行链接。是不是栈帧要保存一个常量池的引用。这样就能链接到那个方法。

栈帧附加信息:
虚拟机允许添加一些信息到栈帧中。例如调试信息。

基于栈的指令集优缺点:
优点:可移植,寄存器由硬件直接提供。使用栈架构的指令集,用户程序(编译后的字节码)不会直接使用硬件中的寄存器,同时为了提高运行时的速度,可以将一些访问比较频繁的数据存放到寄存器中以获取尽量好的性能。另外,基于栈的虚拟机中指令更加紧凑,一个字节或者两个字节即可存储,同时编译器实现也比较简单,不用进行寄存器分配。

缺点:运行慢,操作指令多。原因是操作数的出栈入栈耽误时间。

基于寄存器的指令集优缺点:
优点:运行相对应栈指令集而言快点。
缺点:操作数的路径占用的字节长,移植性差

推荐阅读更多精彩内容