19.JVM棧幀的內部結構-操作數棧（Operand stack）

1.操作數棧

1.每一個獨立的棧幀中除了包含局部變量表以外，還包含一個後進先出的操作數棧。
2.操作數棧，在方法執行過程中，根據字節碼指令，往棧中寫入數據或提取數據，即入棧和出棧操作。

3.操作數棧主要用於保存計算過程的中間結果，同時作爲計算過程中變量臨時的存儲空間。
4.操作數棧是JVM執行引擎的一個工作區，當一個方法開始執行的時候，一個新的棧幀也會隨之被創建出來，這時候棧幀裏面的操作數棧是空的。（雖然是空的，但是是有大小的）
5.每一個操作數棧都會擁有一個明確的棧深度用於存儲數值，其所需的最大深度在編譯期就已經定義好了，保存在方法的Code屬性中，爲max_stack的值。
6.操作數棧中的數據可以使任何一個Java數據類型。32位的數據佔用一個棧深度，64位的數據類型佔用兩個棧深度。
7.雖然操作數棧是使用數組的方式來實現的，但是操作數棧只能用入棧和出棧的操作來完成一次數據訪問，而不能使用索引的方式。

8.如果被調用的方法有返回值的話，其返回值將會被壓入當前棧幀的操作數棧中。
9.Java虛擬機的解釋引擎是基於棧的執行引擎，其中的棧指的就是操作數棧。

2.涉及操作數棧的字節碼指令執行過程分析

package jvn;
public class OperandStackTest {
    public void testAddOperation() {
        //byte、short、char、boolean：都以int型來保存
        byte i = 15;
        int j = 8;
        int k = i + j;
    }
}

使用Javap -v OperandStackTest 反編譯上面的java代碼產生的OperandStackTest.class。
產生的字節碼如下：

D:\Eclipse_workspace\JVM\jvn\bin\jvn>javap -v OperandStackTest.class
Classfile /D:/Eclipse_workspace/JVM/jvn/bin/jvn/OperandStackTest.class
  Last modified 2020-7-3; size 429 bytes
  MD5 checksum 6b1bb437ad85e3c11b4d35892faaec7a
  Compiled from "OperandStackTest.java"
public class jvn.OperandStackTest
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Class              #2             // jvn/OperandStackTest
   #2 = Utf8               jvn/OperandStackTest
   #3 = Class              #4             // java/lang/Object
   #4 = Utf8               java/lang/Object
   #5 = Utf8               <init>
   #6 = Utf8               ()V
   #7 = Utf8               Code
   #8 = Methodref          #3.#9          // java/lang/Object."<init>":()V
   #9 = NameAndType        #5:#6          // "<init>":()V
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               LocalVariableTable
  #12 = Utf8               this
  #13 = Utf8               Ljvn/OperandStackTest;
  #14 = Utf8               testAddOperation
  #15 = Utf8               i
  #16 = Utf8               B
  #17 = Utf8               j
  #18 = Utf8               I
  #19 = Utf8               k
  #20 = Utf8               SourceFile
  #21 = Utf8               OperandStackTest.java
{
  public jvn.OperandStackTest();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #8                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Ljvn/OperandStackTest;

  public void testAddOperation();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=4, args_size=1
         0: bipush        15
         2: istore_1
         3: bipush        8
         5: istore_2
         6: iload_1
         7: iload_2
         8: iadd
         9: istore_3
        10: return
      LineNumberTable:
        line 6: 0
        line 7: 3
        line 8: 6
        line 9: 10
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      11     0  this   Ljvn/OperandStackTest;
            3       8     1     i   B
            6       5     2     j   I
           10       1     3     k   I
}
SourceFile: "OperandStackTest.java"

主要關注下面這段code：

 	stack=2, locals=4, args_size=1
         0: bipush        15
         2: istore_1
         3: bipush        8
         5: istore_2
         6: iload_1
         7: iload_2
         8: iadd
         9: istore_3
        10: return

stack=2, locals=4, args_size=1 ： stack=2表示的是操作數棧的大小爲2。locals=4表示的是局部變量表的長度是4。

如下圖所示：
在剛開始執行這個方法的時候，PC寄存器記錄了下一條要執行的字節碼指令的起始地址。局部變量表和操作數棧都是空的。
1.第一條指令是0: bipush 15。表示的是將數字15壓入操作數棧。
2.第二條指令是 2: istore_1。i表示的是存儲在操作數棧中的數據的類型是int。 istore_1表示的是將操作數棧中的數據取出來放到局部變量表的索引等於1的位置。（爲什麼不是放在局部變量表索引爲0的位置？因爲對於非靜態的方法，局部變量表中索引爲0的位置存放的是this）。

3.第三條指令是 3: bipush 8。表示的是將數字8壓入操作數棧。
4.第四條指令是 5: istore_2。表示的是將操作數棧中的數字8取出來放入局部變量表中索引爲2的位置。

3.第五條指令是 6: iload_1。表示的是將數字15從局部變量表中索引爲1的位置取出來壓入操作數棧。
4.第六條指令是 7: iload_2。表示的是將數字8從局部變量表中索引爲2的位置取出來壓入操作數棧。
這時候操作數棧中有兩個數據：8和15。

5.第七條指令8: iadd。表示的是將操作數棧中的兩個數據出棧並且做一個求和運算，最後將求得的結果23壓入操作數棧。
6.第八條指令9: istore_3。表示的是將操作數棧中的數據23出棧並且放入局部變量表的索引爲3的位置。
7.最後的指令 10: return。表示的是直接返回。

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https://blog.csdn.net/u011069294/category_10113093.html