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看看 JVM 是怎样消化字节码指令的 ~~

写文章，标题真是个头疼的事儿。写的偏技术点，可能被认为太生硬。写的吸引点儿，可能被认为是「广告」，看着每次阅读量都不到 3%，不由得「老泪纵横」...

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扯远了，回到我们的正题。不知道你有没有觉得， JVM 也像我们人或者生物一样，执行的过程一如咱们吃东西。只不过他吃的是 .class 文件，把其中认为有营养的常量池、字节码指令等消化吸收，同时一边把垃圾处理掉，在最后不用的时候，再把全部的垃圾unload。

整个 .class 文件中，字节码指令是很重要的一个部分，所有方法内的逻辑，都是通过这些指令来完成操作。

今天咱就一起来看看指令。

指令

我们前面说过，指令集(ISA)的实现，一般有两种形式

基于寄存器实现
基于栈的实现

两者各有优劣，但对于 JVM 来说，设计者在初期就已经明确了场景和目标，所以JVM实现的指令集是基于栈实现的，具有指令数量少，格式简单，操作数少，易于理解和实现等等特点。

一般一个典型的指令集系统中，需要实现的操作分为以下几类:

数据传送
运算：包括算术运算、逻辑运算和移位运算等
流程控制：控制转移、条件转移、无条件转移以及复合条件转移
中断、同步、图形处理(硬件)等

用通俗的语言描述的话，JVM 这些指令，按革命分工不同，大概干的事儿有：

1.像搬运工一样，来回在局部变量区和操作数栈这两个地方来回挪动数据。比如从局部变量区加载到操作数栈，计算一下，再保存回局部变量区。

这类的命令又根据搬运方向的不同，分为从局部变量表到操作数栈的load指令：iload_n、lload_n、aload_n等，分别又对应到不同的操作数类型上，第一个字母基本都代表类型，i -> int, l -> long, a -> 引用。后面的n是数字。
以及分为从操作数栈到局部变量表的store指令：istore_n、lstore_n、astore_n等等，类型同上。
还有一些是从常量池直接加载到栈顶的，像ldc、bipush、iconst_i等。

2.像手艺人一样，做些打磨加工的工作，把石头做成雕塑类似的类型转换。比如把int 转成long，把double 转成int这些，对应的JVM 指令是i2l和d2i 2前面是源类型，后面是目标类型。

3.新的生命的孕育，像对象的创建、数组的创建等，以及对类型的操作。创建一个新的类实例 new, 新建一个数组 newarray比如getstatic 是访问类的static 域、getfield 获取类的实例域判断对象是否属于特定类型的instanceof

4.像红绿灯一样，指导道路的通行方向，来控制程序流程。有条件的转移：像咱们常用的 if (x == 1) 这种，到了字节码的时候，就变成了if_icmpne还有像try-catch字节码里常看到的 goto，做无条件的跳转。还有一些复合条件的转移，像tableswitch 来支持 switch 语法。而对于 switch 能支持 String ，则是通过编译的时候，把 String 对应的 hashCode取出来，做为int 值来使用，通过 lookupswitch 来处理 case 不连续的情形。

5.像你我程序员一样 :-)，在 PM 提过来需求之后，负责把它实现出来，在JVM里这些是运算指令的活儿。比如int 加法iadd, int 减法isub, 递增iinc这些。

6.还有些函数的调用，执行的返回等等，对于静态和非静态方法，对应的指令稍有差别。像 invokevirtual是调用普通实例方法的，invokestatic 是调用类的静态方法的。以及类的初始化方法init，是通过 invokespecial调用的。方法调用完，一般通过 return结束调用，返回 void，如果是返回类型数据，则是return，这里的T 和咱们前面说的各种代表数据类型的一样，比如返回int类型的值，对应的指令是 ireturn。

7.异常的情况，通过 athrow指令，抛出去。异常的处理原理，可以参考上一篇文章：你写下的try-catch-finally，在JVM看来不过是...