java 内存空间

堆：new 出的对象在堆上

java栈：java程序、线程运行数据、内存数据

每个方法都有自己的栈、运行时需要的数据存在自己的栈中

每个线程对立的是图中浅蓝色的部分（java栈、本地方法栈、程序计数器）

堆和方法区是所有线程共享的

java栈会对调用的每个方法生成一个栈帧

编写一个简单的Math.java 文件

package com.example.demo;

public class Math {
    public static final Integer CONSTANT_1 = 666;

    public int math() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        System.out.println(math.math());
        System.out.println("end");
    }
}

Math.class

cafe babe 0000 0034 0030 0a00 0b00 1907
001a 0a00 0200 1909 001b 001c 0a00 0200
1d0a 001e 001f 0800 200a 001e 0021 0a00
2200 2309 0002 0024 0700 2501 000a 434f
4e53 5441 4e54 5f31 0100 134c 6a61 7661
2f6c 616e 672f 496e 7465 6765 723b 0100
063c 696e 6974 3e01 0003 2829 5601 0004
436f 6465 0100 0f4c 696e 654e 756d 6265
7254 6162 6c65 0100 046d 6174 6801 0003
2829 4901 0004 6d61 696e 0100 1628 5b4c
6a61 7661 2f6c 616e 672f 5374 7269 6e67
3b29 5601 0008 3c63 6c69 6e69 743e 0100
0a53 6f75 7263 6546 696c 6501 0009 4d61
7468 2e6a 6176 610c 000e 000f 0100 1563
6f6d 2f65 7861 6d70 6c65 2f64 656d 6f2f
4d61 7468 0700 260c 0027 0028 0c00 1200
1307 0029 0c00 2a00 2b01 0003 656e 640c
002a 002c 0700 2d0c 002e 002f 0c00 0c00
0d01 0010 6a61 7661 2f6c 616e 672f 4f62
6a65 6374 0100 106a 6176 612f 6c61 6e67
2f53 7973 7465 6d01 0003 6f75 7401 0015
4c6a 6176 612f 696f 2f50 7269 6e74 5374
7265 616d 3b01 0013 6a61 7661 2f69 6f2f
5072 696e 7453 7472 6561 6d01 0007 7072
696e 746c 6e01 0004 2849 2956 0100 1528
4c6a 6176 612f 6c61 6e67 2f53 7472 696e
673b 2956 0100 116a 6176 612f 6c61 6e67
2f49 6e74 6567 6572 0100 0776 616c 7565
4f66 0100 1628 4929 4c6a 6176 612f 6c61
6e67 2f49 6e74 6567 6572 3b00 2100 0200
0b00 0000 0100 1900 0c00 0d00 0000 0400
0100 0e00 0f00 0100 1000 0000 1d00 0100
0100 0000 052a b700 01b1 0000 0001 0011
0000 0006 0001 0000 0003 0001 0012 0013
0001 0010 0000 0031 0002 0004 0000 000d
043c 053d 1b1c 6010 0a68 3e1d ac00 0000
0100 1100 0000 1200 0400 0000 0700 0200
0800 0400 0900 0b00 0a00 0900 1400 1500
0100 1000 0000 3f00 0200 0200 0000 1bbb
0002 59b7 0003 4cb2 0004 2bb6 0005 b600
06b2 0004 1207 b600 08b1 0000 0001 0011
0000 0012 0004 0000 000e 0008 000f 0012
0010 001a 0011 0008 0016 000f 0001 0010
0000 0022 0001 0000 0000 000a 1102 9ab8
0009 b300 0ab1 0000 0001 0011 0000 0006
0001 0000 0004 0001 0017 0000 0002 0018

利用java命令

javap -c Maht.txt

　　

对应的字节码

Compiled from "Math.java"
public class com.example.demo.Math {
  public static final java.lang.Integer CONSTANT_1;

  public com.example.demo.Math();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public int math();
    Code:
       0: iconst_1
       1: istore_1
       2: iconst_2
       3: istore_2
       4: iload_1
       5: iload_2
       6: iadd
       7: bipush        10
       9: imul
      10: istore_3
      11: iload_3
      12: ireturn

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class com/example/demo/Math
       3: dup
       4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      11: aload_1
      12: invokevirtual #5                  // Method math:()I
      15: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      18: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      21: ldc           #7                  // String end
      23: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      26: return

  static {};
    Code:
       0: sipush        666
       3: invokestatic  #9                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
       6: putstatic     #10                 // Field CONSTANT_1:Ljava/lang/Integer;
       9: return
}

jvm指令集

跳转到class文件目录，使用 

javap -c StringTest.class -> p.txt

1 

命令将编译后的文件输出到p.txt文件

栈和局部变量操作

将常量压入栈的指令

aconst_null 将null对象引用压入栈

iconst_m1 将int类型常量-1压入栈

iconst_0 将int类型常量0压入栈

iconst_1 将int类型常量1压入栈

iconst_2 将int类型常量2压入栈

iconst_3 将int类型常量3压入栈

iconst_4 将int类型常量4压入栈

iconst_5 将int类型常量5压入栈

lconst_0 将long类型常量0压入栈

lconst_1 将long类型常量1压入栈

fconst_0 将float类型常量0压入栈

fconst_1 将float类型常量1压入栈

dconst_0 将double类型常量0压入栈

dconst_1 将double类型常量1压入栈

bipush 将一个8位带符号整数压入栈

sipush 将16位带符号整数压入栈

ldc 把常量池中的项压入栈

ldc_w 把常量池中的项压入栈（使用宽索引）

ldc2_w 把常量池中long类型或者double类型的项压入栈（使用宽索引）

从栈中的局部变量中装载值的指令

iload 从局部变量中装载int类型值

lload 从局部变量中装载long类型值

fload 从局部变量中装载float类型值

dload 从局部变量中装载double类型值

aload 从局部变量中装载引用类型值（refernce）

iload_0 从局部变量0中装载int类型值

iload_1 从局部变量1中装载int类型值

iload_2 从局部变量2中装载int类型值

iload_3 从局部变量3中装载int类型值

lload_0 从局部变量0中装载long类型值

lload_1 从局部变量1中装载long类型值

lload_2 从局部变量2中装载long类型值

lload_3 从局部变量3中装载long类型值

fload_0 从局部变量0中装载float类型值

fload_1 从局部变量1中装载float类型值

fload_2 从局部变量2中装载float类型值

fload_3 从局部变量3中装载float类型值

dload_0 从局部变量0中装载double类型值

dload_1 从局部变量1中装载double类型值

dload_2 从局部变量2中装载double类型值

dload_3 从局部变量3中装载double类型值

aload_0 从局部变量0中装载引用类型值

aload_1 从局部变量1中装载引用类型值

aload_2 从局部变量2中装载引用类型值

aload_3 从局部变量3中装载引用类型值

iaload 从数组中装载int类型值

laload 从数组中装载long类型值

faload 从数组中装载float类型值

daload 从数组中装载double类型值

aaload 从数组中装载引用类型值

baload 从数组中装载byte类型或boolean类型值

caload 从数组中装载char类型值

saload 从数组中装载short类型值

将栈中的值存入局部变量的指令

istore 将int类型值存入局部变量

lstore 将long类型值存入局部变量

fstore 将float类型值存入局部变量

dstore 将double类型值存入局部变量

astore 将将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量

istore_0 将int类型值存入局部变量0

istore_1 将int类型值存入局部变量1

istore_2 将int类型值存入局部变量2

istore_3 将int类型值存入局部变量3

lstore_0 将long类型值存入局部变量0

lstore_1 将long类型值存入局部变量1

lstore_2 将long类型值存入局部变量2

lstore_3 将long类型值存入局部变量3

fstore_0 将float类型值存入局部变量0

fstore_1 将float类型值存入局部变量1

fstore_2 将float类型值存入局部变量2

fstore_3 将float类型值存入局部变量3

dstore_0 将double类型值存入局部变量0

dstore_1 将double类型值存入局部变量1

dstore_2 将double类型值存入局部变量2

dstore_3 将double类型值存入局部变量3

astore_0 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量0

astore_1 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量1

astore_2 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量2

astore_3 将引用类型或returnAddress类型值存入局部变量3

iastore 将int类型值存入数组中

lastore 将long类型值存入数组中

fastore 将float类型值存入数组中

dastore 将double类型值存入数组中

aastore 将引用类型值存入数组中

bastore 将byte类型或者boolean类型值存入数组中

castore 将char类型值存入数组中

sastore 将short类型值存入数组中

wide指令

wide 使用附加字节扩展局部变量索引

通用(无类型）栈操作

nop 不做任何操作

pop 弹出栈顶端一个字长的内容

pop2 弹出栈顶端两个字长的内容

dup 复制栈顶部一个字长内容

dup_x1 复制栈顶部一个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的两个字长的内容压入栈

dup_x2 复制栈顶部一个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的三个字长的内容压入栈

dup2 复制栈顶部两个字长内容

dup2_x1 复制栈顶部两个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的三个字长的内容压入栈

dup2_x2 复制栈顶部两个字长的内容，然后将复制内容及原来弹出的四个字长的内容压入栈

swap 交换栈顶部两个字长内容

类型转换

i2l 把int类型的数据转化为long类型

i2f 把int类型的数据转化为float类型

i2d 把int类型的数据转化为double类型

l2i 把long类型的数据转化为int类型

l2f 把long类型的数据转化为float类型

l2d 把long类型的数据转化为double类型

f2i 把float类型的数据转化为int类型

f2l 把float类型的数据转化为long类型

f2d 把float类型的数据转化为double类型

d2i 把double类型的数据转化为int类型

d2l 把double类型的数据转化为long类型

d2f 把double类型的数据转化为float类型

i2b 把int类型的数据转化为byte类型

i2c 把int类型的数据转化为char类型

i2s 把int类型的数据转化为short类型

整数运算

iadd 执行int类型的加法

ladd 执行long类型的加法

isub 执行int类型的减法

lsub 执行long类型的减法

imul 执行int类型的乘法

lmul 执行long类型的乘法

idiv 执行int类型的除法

ldiv 执行long类型的除法

irem 计算int类型除法的余数

lrem 计算long类型除法的余数

ineg 对一个int类型值进行取反操作

lneg 对一个long类型值进行取反操作

iinc 把一个常量值加到一个int类型的局部变量上

逻辑运算

移位操作

ishl 执行int类型的向左移位操作

lshl 执行long类型的向左移位操作

ishr 执行int类型的向右移位操作

lshr 执行long类型的向右移位操作

iushr 执行int类型的向右逻辑移位操作

lushr 执行long类型的向右逻辑移位操作

按位布尔运算

iand 对int类型值进行“逻辑与”操作

land 对long类型值进行“逻辑与”操作

ior 对int类型值进行“逻辑或”操作

lor 对long类型值进行“逻辑或”操作

ixor 对int类型值进行“逻辑异或”操作

lxor 对long类型值进行“逻辑异或”操作

浮点运算

fadd 执行float类型的加法

dadd 执行double类型的加法

fsub 执行float类型的减法

dsub 执行double类型的减法

fmul 执行float类型的乘法

dmul 执行double类型的乘法

fdiv 执行float类型的除法

ddiv 执行double类型的除法

frem 计算float类型除法的余数

drem 计算double类型除法的余数

fneg 将一个float类型的数值取反

dneg 将一个double类型的数值取反

对象和数组

对象操作指令

new 创建一个新对象

checkcast 确定对象为所给定的类型

getfield 从对象中获取字段

putfield 设置对象中字段的值

getstatic 从类中获取静态字段

putstatic 设置类中静态字段的值

instanceof 判断对象是否为给定的类型

数组操作指令

newarray 分配数据成员类型为基本上数据类型的新数组

anewarray 分配数据成员类型为引用类型的新数组

arraylength 获取数组长度

multianewarray 分配新的多维数组

控制流

条件分支指令

ifeq 如果等于0，则跳转

ifne 如果不等于0，则跳转

iflt 如果小于0，则跳转

ifge 如果大于等于0，则跳转

ifgt 如果大于0，则跳转

ifle 如果小于等于0，则跳转

if_icmpcq 如果两个int值相等，则跳转

if_icmpne 如果两个int类型值不相等，则跳转

if_icmplt 如果一个int类型值小于另外一个int类型值，则跳转

if_icmpge 如果一个int类型值大于或者等于另外一个int类型值，则跳转

if_icmpgt 如果一个int类型值大于另外一个int类型值，则跳转

if_icmple 如果一个int类型值小于或者等于另外一个int类型值，则跳转

ifnull 如果等于null，则跳转

ifnonnull 如果不等于null，则跳转

if_acmpeq 如果两个对象引用相等，则跳转

if_acmpnc 如果两个对象引用不相等，则跳转

比较指令

lcmp 比较long类型值

fcmpl 比较float类型值（当遇到NaN时，返回-1）

fcmpg 比较float类型值（当遇到NaN时，返回1）

dcmpl 比较double类型值（当遇到NaN时，返回-1）

dcmpg 比较double类型值（当遇到NaN时，返回1）

无条件转移指令

goto 无条件跳转

goto_w 无条件跳转（宽索引）

表跳转指令

tableswitch 通过索引访问跳转表，并跳转

lookupswitch 通过键值匹配访问跳转表，并执行跳转操作

异常

athrow 抛出异常或错误

finally子句

jsr 跳转到子例程

jsr_w 跳转到子例程（宽索引）

rct 从子例程返回

方法调用与返回

方法调用指令

invokcvirtual 运行时按照对象的类来调用实例方法

invokespecial 根据编译时类型来调用实例方法

invokestatic 调用类（静态）方法

invokcinterface 调用接口方法

方法返回指令

ireturn 从方法中返回int类型的数据

lreturn 从方法中返回long类型的数据

freturn 从方法中返回float类型的数据

dreturn 从方法中返回double类型的数据

areturn 从方法中返回引用类型的数据

return 从方法中返回，返回值为void

线程同步

montiorenter 进入并获取对象监视器

monitorexit 释放并退出对象监视器

JVM指令助记符

变量到操作数栈：iload,iload_,lload,lload_,fload,fload_,dload,dload_,aload,aload_

操作数栈到变量：istore,istore_,lstore,lstore_,fstore,fstore_,dstore,dstor_,astore,astore_

常数到操作数栈：bipush,sipush,ldc,ldc_w,ldc2_w,aconst_null,iconst_ml,iconst_,lconst_,fconst_,dconst_

加：iadd,ladd,fadd,dadd

减：isub,lsub,fsub,dsub

乘：imul,lmul,fmul,dmul

除：idiv,ldiv,fdiv,ddiv

余数：irem,lrem,frem,drem

取负：ineg,lneg,fneg,dneg

移位：ishl,lshr,iushr,lshl,lshr,lushr

按位或：ior,lor

按位与：iand,land

按位异或：ixor,lxor

类型转换：i2l,i2f,i2d,l2f,l2d,f2d(放宽数值转换)

i2b,i2c,i2s,l2i,f2i,f2l,d2i,d2l,d2f(缩窄数值转换)

创建类实便：new

创建新数组：newarray,anewarray,multianwarray

访问类的域和类实例域：getfield,putfield,getstatic,putstatic

把数据装载到操作数栈：baload,caload,saload,iaload,laload,faload,daload,aaload

从操作数栈存存储到数组：bastore,castore,sastore,iastore,lastore,fastore,dastore,aastore

获取数组长度：arraylength

检相类实例或数组属性：instanceof,checkcast

操作数栈管理：pop,pop2,dup,dup2,dup_xl,dup2_xl,dup_x2,dup2_x2,swap

有条件转移：ifeq,iflt,ifle,ifne,ifgt,ifge,ifnull,ifnonnull,if_icmpeq,if_icmpene,

if_icmplt,if_icmpgt,if_icmple,if_icmpge,if_acmpeq,if_acmpne,lcmp,fcmpl

fcmpg,dcmpl,dcmpg

复合条件转移：tableswitch,lookupswitch

无条件转移：goto,goto_w,jsr,jsr_w,ret

调度对象的实便方法：invokevirtual

调用由接口实现的方法：invokeinterface

调用需要特殊处理的实例方法：invokespecial

调用命名类中的静态方法：invokestatic

方法返回：ireturn,lreturn,freturn,dreturn,areturn,return

异常：athrow

finally关键字的实现使用：jsr,jsr_w,ret

程序计数器：

记录的是马上要执行的代码对应的字节码的数字

是程序执行的指针（地址），也即将来要执行的指令代码

动态链接：

变量，当执行时需要找到。比如

Map<String, String> map = new HashMap<>();

Map 接口，运行时找HashMap实现，做一个链接（动态）

自己写的接口，执行时去找具体实现。

本地方法栈的理解

执行引擎运行本地方法

会调用被本地方法接口，本地方法入本地方法栈，类似ava栈，也有栈针，调用C语言所实现的dll（cpp）库，类似java的jar包

方法区(线程共享)：类的所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法如构造函数，接口代码也在此定义。

简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，静态变量+常量+类信息(构造方法/接口定义)+运行时常量池都存在方法区中，

虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做 Non-Heap（非堆），目的应该是与 Java 堆区分开来。

实例详解java栈

栈+堆+方法区的交互关系
HotSpot是使用指针的方式来访问对象
Java堆中会存放访问类元数据的地址
reference存储的就直接是对象的地址

对象类型数据是calss的末班数据