一直有读者问我 javac 源码怎么调试,自己也在写 JVM 掘金小册的过程中阅读了大量的 javac 的源码,网上这方面的文章也比较少,那就来写一篇 javac 源码调试的文章吧,作为 javac 系列文章的开篇。
javac 源码调试的过程是比较简单的,它本身就是一个用 Java 语言写的,对我们理解内部逻辑比较友好。
环境备注:Intellij、JDK8
如果不想从 openjdk 下载折腾,可以跳过第 1 步直接从我的 github 下载: github.com/arthur-zhan…
OpenJDK 的下载方式为: 打开 hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8/l… ,点击左侧的 zip 或者 gz 进行下载。
在 Intellij 中新建一个 javac-source-code-reading 项目,把源码目录的 src/share/classes/com 目录整个拷贝到项目 src 目录下,删掉没用的 javadoc 目录。
代码在 src/com/sun/tools/javac/Main.java
运行这个 main 函数,因为没有加需要编译的源代码路径,不出意外应该会在控制台会输出下面的内容
新建一个 HelloWorld.java
文件,内容随缘,在启动配置的 Program arguments
里加入 HelloWorld.java 的绝对路径。
再次运行 Main.java,会在 HelloWorld.java 的同级目录生成 HelloWorld.class 文件。
在 Main.java 中打上断点,开始调试以后会发现不管怎么设置,调试都会进入 tool.jar
,没有走刚刚导入的源码。
Intellij 中显示的是反编译 tools.jar 得到的源码,可读性没有源码那么好。
打开 Project Structure 页面(File->Project Structure), 选中图中 Dependencies 选项卡,把 <Moudle source>
顺序调整到项目 JDK 的上面:
再次调试就已经可以进入到项目源码中的断点处了。
读者提问,下面的代码编译出的 switch-case 语句为什么采用了 lookupswitch,而不是 tableswitch,不是说「如果 case 的值比较紧凑,中间有少量断层或者没有断层,会采用 tableswitch 来实现 switch-case」吗?
public static void foo() { int a = 0; switch (a) { case 0: System.out.println("#0"); break; case 1: System.out.println("#1"); break; default: System.out.println("default"); break; } } 复制代码
对应字节码
public static void foo(); 0: iconst_0 1: istore_0 2: iload_0 3: lookupswitch { // 2 0: 28 1: 39 default: 50 } 复制代码
这个问题比较有意思,主要是 tableswitch 和 lookupswitch 代价的估算,代码在 src/com/sun/tools/javac/jvm/Gen.java
中
在 case 值只有 0 和 1 两个值的情况下
hi=1 lo=0 nlabels = 2 // table_space_cost = 4 + (1 - 0 + 1) = 6 long table_space_cost = 4 + ((long) hi - lo + 1); // words // table_time_cost = 3 long table_time_cost = 3; // comparisons // lookup_space_cost = 3 + 2 * 2 = 7 long lookup_space_cost = 3 + 2 * (long) nlabels; // lookup_time_cost = 2 long lookup_time_cost = nlabels; // table_space_cost + 3 * table_time_cost = 6 + 3 * 3 = 15 // lookup_space_cost + 3 * lookup_time_cost = 7 + 3 * 2 = 13 // opcode = 15 <= 13 ? tableswitch : lookupswich int opcode = nlabels > 0 && table_space_cost + 3 * table_time_cost <= lookup_space_cost + 3 * lookup_time_cost ? tableswitch : lookupswitch; 复制代码
所以在 case 值只有 0, 1 两个的情况下,代价的计算是 table_space_cost + 3 * table_time_cost > lookup_space_cost + 3 * lookup_time_cost,lookupswich代价更小选 lookupswich
如果有 0, 1,2 三个呢?
hi=2 lo=0 nlabels = 3 // table_space_cost = 4 + (2 - 0 + 1) = 7 long table_space_cost = 4 + ((long) hi - lo + 1); // words // table_time_cost = 3 long table_time_cost = 3; // comparisons // lookup_space_cost = 3 + 2 * 3 = 9 long lookup_space_cost = 3 + 2 * (long) nlabels; // lookup_time_cost = 3 long lookup_time_cost = nlabels; // table_space_cost + 3 * table_time_cost = 7 + 3 * 3 = 16 // lookup_space_cost + 3 * lookup_time_cost = 9 + 3 * 3 = 18 // opcode = 16 <= 18 ? tableswitch : lookupswich int opcode = nlabels > 0 && table_space_cost + 3 * table_time_cost <= lookup_space_cost + 3 * lookup_time_cost ? tableswitch : lookupswitch; 复制代码
所以在 case 值只有 0, 1,2 三个的情况下,代价的计算是 table_space_cost + 3 * table_time_cost < lookup_space_cost + 3 * lookup_time_cost,tableswitch 代价更小选 tableswitch
其实在数量极少的情况下,两个的差别不大,只是 javac 这里的算法导致选择了 lookupswitch
我们知道有很多指令可以把整数加载到栈上,比如 iconst_0
、 bipush
、 sipush
、 ldc
,那它们是如何选择的呢?
public static void foo() { int a = 0; int b = 6; int c = 130; int d = 33000; } 对应部分字节码 0: iconst_0 1: istore_0 2: bipush 6 4: istore_1 5: sipush 130 8: istore_2 9: ldc #2 // int 33000 11: istore_3 复制代码
在 com/sun/tools/javac/jvm/Items.java
的 load() 函数加上断点
可以看到选择的策略依次往下:
这与 java 虚拟机规范中字节码指令文档一致。
用 javac 发掘很多有意思的东西,希望你能留言发现更好好玩的东东。