从jvm解释器的执行原理理解局部变量与操作数栈

JVM基于栈的解释器执行原理

以下是jvm基于栈的解释执行过程，通过该过程，有助于理解操作数栈与局部变量的关系

4. public static int add(int a, int b) {
5.     int c = 0;
6.     c = a + b;
7.     return c;
8. }

查看字节码的命令：javap -verbose ByteCode.class

add方法的字节码如下：

public static int add(int, int);
descriptor: (II)I                    //描述方法参数为两个int类型的变量和方法的返回类型是int的
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC        //修饰方法public和static
Code:
stack=2, locals=3, args_size=2     //操作数栈深度为2，本地变量表容量为3，参数个数为2
0: iconst_0    //将int值0压栈
1: istore_2    //将int值0出栈，存储到第三个局部变量（slot）中
2: iload_0     //将局部变量表中第一个变量10压栈
3: iload_1     //将局部变量表中第二个变量20压栈
4: iadd        //将操作数栈顶两个int数弹出，相加后再压入栈中
5: istore_2    //将栈顶的int数（30）弹出，存储到第三个局部变量（slot）中
6: iload_2     //将局部变量表中第三个变量压栈
7: ireturn     //返回栈中数字30
LineNumberTable:
line 5: 0       //代码第5行对应字节码第0行
line 6: 2       //代码第6行对应字节码第2行
line 7: 6       //代码第7行对应字节码第6行
LocalVariableTable:
Start  Length  Slot  Name   Si
0       8     0     a   I    //a占用第1个solt
0       8     1     b   I    //b占用第2个solt
2       6     2     c   I    //c占用第3个solt

根据上面字节码画出下面局部变量表和操作数栈之间的操作关系。



局部变量表和操作数栈关系

图中调用add(10,20)传入的参数是a=10;b=20。

指令0执行后：局部变量表中有两个数字10、和20，操作数栈一个值0，程序计数器指向第0行字节码指令

0: iconst_0    //将int值0压栈

指令1执行后：局部变量表中有三个数字10、20和0，操作数栈没有值，程序计数器指向第1行字节码指令

1: istore_2    //将int值0出栈，存储到第三个局部变量（slot）中

指令2执行后：局部变量表中有三个数字10、20和0，操作数栈一个值10，程序计数器指向第2行字节码指令

2: iload_0     //将局部变量表中第一个变量10压栈

指令3执行后：局部变量表中有三个数字10、20和0，操作数栈两个值10和20，程序计数器指向第3行字节码指令

3: iload_1     //将局部变量表中第二个变量20压栈

指令4执行后：局部变量表中有三个数字10、20和0，操作数栈一个值30，程序计数器指向第4行字节码指令

4: iadd        //将操作数栈顶两个int数弹出10和20，相加后再压入栈中

指令5执行后：局部变量表中有三个数字10、20和30，操作数栈没有值，程序计数器指向第5行字节码指令

5: istore_2    //将栈顶的int数（30）弹出，存储到第三个局部变量（slot）中

指令6执行后：局部变量表中有三个数字10、20和30，操作数栈一个值30，程序计数器指向第6行字节码指令

6: iload_2     //将局部变量表中第三个变量压栈

指令7执行后:将栈中的数字返回给调用方法，并销毁此栈帧

7: ireturn     //返回栈中数字30

参考文章：

http://www.jianshu.com/p/15932712fcb4?utm_campaign=haruki&utm_content=note&utm_medium=reader_share&utm_source=qq