第六章第二节字节码与数据类型|qiao

1、 Java虚拟机指令集所支持的数据类型

大部分指令都没有支持byte、char和short，设置没有任何指令支持boolean，是因为编译器会在编译器或运行期将其转为对应的int类型数据。

2、字节码指令分类

加载和存储指令：将数据在栈帧中的局部变量表和操作数栈之间传输

将一个局部变量加载到操作数栈，例如：iload、iload_<n>
将一个数值从操作数栈存储到局部变量表，例如：istore、istore_<n>
讲一个常量加载到操作数栈，例如：bipush、sipush、ldc
扩充局部变量表的访问索引指令：wide

运算指令：对整型数据进行运算的指令与对浮点型数据进行运算的指令

加减乘除、求余、取反位移、按位或、按位与、按位异或、局部变量自增、比较

类型转换指令：

小范围向大范围的转换：不需要指令
大范围向小范围的转换：例如：i2b、i2c等，可能导致精度丢失

创建对象与访问指令：

创建类实例：new
创建数组：newarray、anewarray、multianewarray
访问类字段和实例字段的指令：getfield、putfield、getstatic、putstatic
把一个数组元素加载到操作数栈的指令：baload、caload、saload、iaload、laload、faload、daload、aaload
将一个操作数栈的值存储到数组元素中的指令：bastore、castore、sastore、iastore、fastore、dastore、aastore
取数组长度的指令：arraylength
检查类实例类型的指令：instanceof、checkcast

操作数栈管理指令：

将操作数栈的栈顶一个或两个元素出栈：pop、pop2
复制栈顶一个或两个数值，并将复制值或两份的复制值重新压入栈顶：dup、dup2、dup_x1、dup2_x1、dup_x2、dup2_x2
将栈最顶端的两个数值交换：swap

控制转移指令：Java虚拟机有条件或无条件地从指定位置指令的下一条指令继续执行程序。

条件分支：ifeq、iflt、ifle、ifne、ifgt、ifge、ifnull、ifnonnull、if_icmpeq、if_icmpne、if_icmplt、if_icmpgt、if_icmple、if_icmpge、if_acmpeq、和if_acmpne
复合条件分支：tableswitch、lookupswitch
无条件分支：goto、gotu_w、jsr、jsr_w、ret

方法调用和返回指令：

invokevirtual指令：用于调用对象的实例方法，根据对象的实际类型进行分派（虚方法分派），这也是Java语言中最常见的方法分派方式。
invokeinterface指令：用户调用接口方法，它会在运行时搜索一个实现了这个接口方法的对象，找出合适的方法进行调用。
invokespecial指令：用于调用一些需要特殊处理的实例方法，包括实例初始化方法、私有方法和父类方法
invokestatic指令：用于调用静态方法
invokedynamic指令：用于在运行时动态解析出调用点限定符所引用的方法。并执行该方法。前面四条分派逻辑是固化在Java虚拟机内部，用户无法改变，而invokedynamic指令的分派逻辑是由用户所设定的引导方法决定的。
方法返回指令是根据返回值的类型区分的，包括ireturn、lreturn、freturn、dreturn、和areturn，另外还有一条return指令供声明为void的方法、实例初始化方法、类和接口的类初始化方法使用。

异常处理指令：athrow
同步指令：Java虚拟机可以支持方法级的同步和方法内部一段指令序列的同步，这两种同步结构都是使用管程（Monitor，更常见的是直接将它成为锁）来实现。

方法级同步：方法级同步是隐式的，无需通过字节码指令来控制，它实现在方法调用和返回操作之中。虚拟机通过方法常量池中的方发表结构中的ACC_SYNCHRONIZED访问标志得知一个方法是否被设置，如果设置了，执行线程就要求先成功持有管程，然后才能执行方法，执行完后释放管程。如果执行过程中抛出了异常，并且在方法内部无法处理。那么这个同步方法所持有的管程将在异常抛到同步方法边界之外时自动释放。
同步代码块：Java虚拟机的指令集中有monitorenter和monitorexit两条指令来支持synchronized关键字寓意。

public class Test {
    public synchronized int add() {
        int a  = 100;
        return a;
    }

    public int add2() {
        synchronized (Test.class) {
            int a = 100;
            return 10 + a;
        }
    }
}

public synchronized int add();
    descriptor: ()I
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=1, locals=2, args_size=1
         0: bipush        100
         2: istore_1
         3: iload_1
         4: ireturn
      LineNumberTable:
        line 15: 0
        line 16: 3
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcn/induschain/trademanager/Test;
            3       2     1     a   I

  public int add2();
    descriptor: ()I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=4, args_size=1
         0: ldc           #2                  // class cn/induschain/trademanager/Test
         2: dup
         3: astore_1
         4: monitorenter
         5: bipush        100
         7: istore_2
         8: bipush        10
        10: iload_2
        11: iadd
        12: aload_1
        13: monitorexit
        14: ireturn
        15: astore_3
        16: aload_1
        17: monitorexit
        18: aload_3
        19: athrow
      Exception table:
         from    to  target type
             5    14    15   any
            15    18    15   any
      LineNumberTable:
        line 20: 0
        line 21: 5
        line 22: 8
        line 23: 15
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            8       7     2     a   I
            0      20     0  this   Lcn/induschain/trademanager/Test;