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4.4操作数栈

作者:互联网

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4.4操作数栈

每一个独立的栈帧中除了包含局部变量表之外,还包含一个后进先出(Last-In-First-Out)的操作数栈,也可以称之为表达式栈(Expression Stack)。

操作数栈,在方法执行过程中,根据字节码指令,往栈中写入数据或提取数据,即入栈(push)/出栈(pop)。

某些字节码指令将值压入操作数栈,其余的字节码指令将操作数取出栈。使用它们后再把结果压入栈。比如:执行复制、交换、求和等操作。

操作数栈,主要用于保存计算过程的中间结果,同时作为计算过程中变量临时的存储空间。

操作数栈就是JVM执行引擎的一个工作区,当一个方法刚开始执行的时候,一个新的栈帧也会随之被创建出来,这个方法的 操作数栈是空的。

每一个操作数栈都会拥有一个明确的栈深度用于存储数值,其所需的最大深度在编译期就定义好了,保存在方法的Code属性中,为max_stack的值。

栈中的任何一个元素都是可以任意的Java数据类型。

32bit的类型占用一个栈单位深度

64bit的类型占用两个栈单位深度

操作数栈并非采用访问索引的方式来进行数据访问的,而是只能通过标准的入栈和出栈操作来完成一次数据访问。

如果被调用的方法带有返回值的话,其返回值将会被压入当前栈帧的操作数栈中,并更新PC寄存器中下一条需要执行的字节码指令。

操作数栈中元素的数据类型必须于字节码指令的序列严格匹配,这由编译器在编译期间进行验证,同时在类加载过程中的类检验阶段的数据流分析阶段要再次验证。

另外,我们说Java虚拟机的解释引擎是基于栈的执行引擎,其中的栈指的就是操作数栈。

栈顶缓存技术:

前面提过,基于栈式架构的虚拟机所使用的零地址指令更加紧凑,但完成一项操作的时候必然需要使用更多的入栈和出栈指令,这同时也就意味着需要更多的指令分派(instruction dispatch)次数和内存读/写次数。

由于操作数是存储在内存中的,因此频繁地执行内存读/写操作必然会影响执行速度。为了解决这个问题,HotSpot JVM设计者们提出了栈顶缓存(ToS,Top-of-Stack)技术,将栈顶元素全部缓存在物理CPU的寄存器中,以此降低对内存的读/写次数,提升执行引擎的执行效率。

标签:4.4,操作数,字节,指令,内存,栈中,执行
来源: https://www.cnblogs.com/leizia/p/15383241.html