Java虚拟机字节码:从入门到实战
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局部变量表与操作数栈

在了解线程、栈与栈桢的关系后,我们还要重点关注栈桢中的局部变量表与操作数栈,这两个数据结构是字节码指令执行所依赖的。

局部变量表

局部变量表存储方法中声明的变量、方法参数,如果是非静态方法还会存放this引用。局部变量表的大小是固定的,在编译时就已经确定。这也是我们在操作字节码时需要注意的一点,我们需要计算方法的局部变量表需要多大,如果设置过大就会造成内存资源的浪费。

局部变量表的结构是一个数组,数组的单位是Slot(变量槽),Slot的大小是多少个字节由虚拟机决定。在32位的HotSpot虚拟机中,一个Slot槽的大小是4个字节,而在64位的HotSpot虚拟机中,一个Slot槽的大小是8个字节,在开启指针压缩的情况下,一个Slot槽的大小是4个字节。局部变量表的结构如图1.8所示。

图1.8 局部变量表结构

在方法中new一个对象是否会将对象的引用存入局部变量表?try-catch块,catch括号中的异常是否存在局部变量表?使用build构造者模式时,链式调用方法会不会每次调用都将返回的对象先存储到局部变量表?这些问题将在第三章解答。

操作数栈

操作数栈与局部变量表一样,大小也是固定的,也是在编译期确定,单位也是Slot。但与局部变量不一样的是,它并不是由多少个局部变量决定栈的深度的,与需要传递最多参数的方法调用有很大关系。因此,操作数栈的深度相对来说比较难确定。

操作数栈用于存储执行字节码指令所需要的参数。比如获取对象自身的字段,需要先将this引用压入栈顶,再执行getfield字节码指令;比如执行new指令后,栈顶会存放该new指令返回的对象的引用。操作数栈的结构如图1.9所示。

图1.9 操作数栈结构

局部变量表与操作数栈大小的设置,也会影响到栈桢的大小,从而影响栈所能容纳的栈桢的最大数量。以前面栈溢出的例子说明,默认1M大小的栈大概能调用六千次的递归求和方法,而如果递归方法中再写得复杂些,也会导致调用次数的下降。使用ASM框架操作字节码时,要注意合理设置这个结构的大小。