jvm运行时数据区为每个正在执行的方法提供了独立的堆栈。它包含操作数堆栈和局部变量。每次加载变量时，都需要 const 到操作数堆栈，然后 store 到局部变量。为什么不直接操作局部变量表，而进行一些看似重复的工作呢？
const
store
nukf8bse1#
具有直接操作数的指令集必须对每条指令中的操作数进行编码。相反，对于使用操作数堆栈的指令集，操作数是隐式的。隐式参数的优势并不明显，当看一个小的琐碎的操作，如加载一个常数到一个变量。这个例子将“opcode，constant，opcode，variable index”序列与“opcode，constant，variable index”序列进行比较，因此直接寻址似乎更简单、更紧凑。但是让我们看看，例如。 return Math.sqrt(a * a + b * b); 假设变量索引从零开始，字节码看起来像
return Math.sqrt(a * a + b * b);
0: dload_0 1: dload_0 2: dmul 3: dload_2 4: dload_2 5: dmul 6: dadd 7: invokestatic #2 // Method java/lang/Math.sqrt:(D)D 10: dreturn 11 bytes total
对于直接寻址体系结构，我们需要
dmul a,a → tmp1 dmul b,b → tmp2 dadd tmp1,tmp2 → tmp1 invokestatic #2 tmp1 → tmp1 dreturn tmp1
我们必须用索引替换名称。虽然此序列由较少的指令组成，但每条指令都必须对其操作数进行编码。当我们希望能够寻址256个局部变量时，每个操作数需要一个字节，因此每个算术指令需要三个字节加上操作码，调用需要两个字节加上操作码和方法地址，返回需要一个字节加上操作码。因此，对于字节边界的指令，这个序列需要19个字节，远远超过等效的java字节码，同时被限制为256个局部变量，而字节码最多支持65536个局部变量。这说明了操作数堆栈概念的另一个优点。java字节码允许组合不同的优化指令，例如，加载整数常量时 iconst_n , bipush , sipush ，和 ldc 为了将它存储到变量中 istore_n , istore n ，和 wide istore n . 具有直接变量寻址的指令集需要为每个组合提供不同的指令，因为它应该支持范围广泛的常量和变量数，但仍然支持紧凑指令。同样，它也需要所有算术指令的多个版本。可以使用两个操作数形式，其中一个源变量还指示目标变量，而不是三个操作数形式。这会产生更紧凑的指令，但如果之后仍然需要操作数的值，则需要额外的传输指令。操作数堆栈形式仍然更紧凑。请记住，这只描述了操作。执行代码时，执行环境不需要严格遵循此逻辑。因此，除了最简单的解释器之外，所有jvm实现在执行之前都会将其转换为不同的形式，因此原始存储形式与实际执行性能无关。它只影响空间需求和加载时间，这两个都得益于更紧凑的表示。这尤其适用于通过可能较慢的网络连接传输的代码，这是java最初设计的用例之一。
iconst_n
bipush
sipush
ldc
istore_n
istore n
wide istore n
1条答案
按热度按时间nukf8bse1#
具有直接操作数的指令集必须对每条指令中的操作数进行编码。相反，对于使用操作数堆栈的指令集，操作数是隐式的。
隐式参数的优势并不明显，当看一个小的琐碎的操作，如加载一个常数到一个变量。这个例子将“opcode，constant，opcode，variable index”序列与“opcode，constant，variable index”序列进行比较，因此直接寻址似乎更简单、更紧凑。
但是让我们看看，例如。
return Math.sqrt(a * a + b * b);假设变量索引从零开始，字节码看起来像对于直接寻址体系结构，我们需要
我们必须用索引替换名称。
虽然此序列由较少的指令组成，但每条指令都必须对其操作数进行编码。当我们希望能够寻址256个局部变量时，每个操作数需要一个字节，因此每个算术指令需要三个字节加上操作码，调用需要两个字节加上操作码和方法地址，返回需要一个字节加上操作码。因此，对于字节边界的指令，这个序列需要19个字节，远远超过等效的java字节码，同时被限制为256个局部变量，而字节码最多支持65536个局部变量。
这说明了操作数堆栈概念的另一个优点。java字节码允许组合不同的优化指令，例如，加载整数常量时
iconst_n,bipush,sipush，和ldc为了将它存储到变量中istore_n,istore n，和wide istore n. 具有直接变量寻址的指令集需要为每个组合提供不同的指令，因为它应该支持范围广泛的常量和变量数，但仍然支持紧凑指令。同样，它也需要所有算术指令的多个版本。可以使用两个操作数形式，其中一个源变量还指示目标变量，而不是三个操作数形式。这会产生更紧凑的指令，但如果之后仍然需要操作数的值，则需要额外的传输指令。操作数堆栈形式仍然更紧凑。
请记住，这只描述了操作。执行代码时，执行环境不需要严格遵循此逻辑。因此，除了最简单的解释器之外，所有jvm实现在执行之前都会将其转换为不同的形式，因此原始存储形式与实际执行性能无关。它只影响空间需求和加载时间，这两个都得益于更紧凑的表示。这尤其适用于通过可能较慢的网络连接传输的代码，这是java最初设计的用例之一。