当调用一个对象的示例方法时，JVM中到底发生了什么？

我想我终于找到了如何词，是什么给我这么多的麻烦在理解：虚拟机如何访问类方法并仅在给定示例（对象）上使用它，同时捕获虚拟机仅被给予引用/指针变量。
与堆栈/堆交互的方法的大多数可视化（向大多数初学Java程序员显示）都没有达到我所寻求的深度，这一事实使这一点变得更加复杂。
我做了很多研究，我想对我学到的东西做一个很好的总结，我想问你是否可以纠正我的错误（或者如果您认为还有更多内容需要说明，请进一步详细说明）！请注意，我使用的是我找到的一篇文章的这一部分（我更多的是把它作为一个视觉参考，我理解文章中的一些文字与问题无关），所以请在阅读之前先看一下它：

假设我有一个引用/指针变量foo1，它的类型为Foo（使用一个名为Foo的构造函数创建）。foo1存储在堆栈中，但它指向的对象存储在堆中（Foo对象有一个示例变量int size;）。
因此，我理解了foo1.size如何给予size的整数值，因为foo1的值被解引用以获得size的值字段（reference/pointer变量有一个直接地址，其中size字段存储在对象的堆中）。
但是当foo1.bar()被运行时，它的字节码到底被翻译成什么呢？这个方法调用在运行时是如何执行的（如果说foo1的值被解引用以获得方法bar()，这是正确的吗？）
它是否与上图中的图表正确关联（全部在JVM中：它是否从栈上的引用/指针变量foo1到堆，堆实际上是指向方法区域中的另一个指针（指向所有类数据的字节码）full class data（在method table中，它只是指向每个示例方法的数据的指针数组，该示例方法可以在该类的对象上调用）的指针，然后堆本身具有“指针变量”到实际字节码method data）？
我为这篇文章的冗长而道歉，但是我想非常具体地说，因为我在过去的一周里遇到了很大的麻烦，试图正确地表达我的问题。我知道我听起来对我所引用的文章持怀疑态度，但是似乎有很多垃圾的可视化，我想确保我继续正确地进行Java编程，而不是基于错误的概念。

普通的示例方法调用被编译为invokevirtual指令。
这在JVMS §3.7.调用方法中有描述：
执行严修方法的一般方法引动过程会在对象的执行阶段型别上传送。（在C++中，它们是虚拟的。）这样的调用是使用 invokevirtual 指令实现的，该指令将运行时常量池条目的索引作为其参数，该索引给出对象的类类型的二进制名称的内部形式、要调用的方法的名称和该方法的描述符（参见4.3.3节）。要调用addTwo方法（前面定义为示例方法），我们可以写：

int add12and13() {
    return addTwo(12, 13);
}

这将编译为：

Method int add12and13()
0   aload_0             // Push local variable 0 (this)
1   bipush 12           // Push int constant 12
3   bipush 13           // Push int constant 13
5   invokevirtual #4    // Method Example.addtwo(II)I
8   ireturn             // Return int on top of operand stack;
                        // it is the int result of addTwo()

首先将reference推入到当前示例this的操作数堆栈中，然后推入方法调用的参数int值12和13。创建addTwo方法的框架后，传递给该方法的参数成为新帧的局部变量的初始值。也就是说，this的reference和两个参数，由调用程序压入操作数堆栈，将成为被调用方法的局部变量0、1和2的初始值。
如何在运行时执行调用取决于具体的JVM实现，但使用vtable是非常常见的。这基本上与您的问题中的图形相匹配。对接收器对象的引用，将成为被调用方法的this引用，用于检索方法表。
在HotSpot JVM中，元数据结构称为Klass（实际上是一个通用名称，即使在不同的实现中也是如此）。请参见OpenJDK Wiki上的“Object header layout”：
对象头由一个本机大小的标记字、一个klass字、一个32位长度的字（如果对象是数组）、一个32位间隔（如果对齐规则需要）以及零个或多个示例字段、数组元素或元数据字段组成。（有趣的小知识：Klass元对象包含一个紧跟在klass单词后面的C++ vtable。）
当解析一个对方法的符号引用时，它在表中的对应索引将被识别并记住，以供后续调用使用，因为它永远不会改变。然后，实际对象的类的条目可以用于调用。子类将具有超类的条目，新方法被追加到末尾，被覆盖方法的条目被替换。
这是一个简单的、未经优化的场景。大多数运行时优化在方法被内联的情况下工作得更好，在一段代码中有调用者和被调用者的上下文来转换。因此，HotSpot JVM将尝试内联甚至是 invokevirtual 指令到潜在的可重写方法。正如维基所说：

如果类层次结构允许的话，虚（和接口）调用通常被降级为“特殊”调用。如果进一步的类加载破坏了事情，则注册依赖关系。
具有不平衡类型配置文件的虚拟（和接口）调用使用乐观检查进行编译，以支持历史上常见的类型（或两种类型）。
根据配置文件的不同，乐观检查失败将导致优化失败或通过（缓慢的）vtable/itable调用运行。
在乐观类型调用的快速路径上，内联是常见的。最好的情况是内联的事实上的单态调用。这样的调用，如果是背对背的，将只执行一次接收者类型检查。

这种积极的或乐观的内联有时需要去优化，但通常会产生更高的总体性能。

当调用一个对象的示例方法时，JVM中到底发生了什么？

1条答案

相关问题

热门标签

最新问答