字節(jié)碼格式

字節(jié)碼是JVM的機(jī)器語言。JVM加載類文件時(shí)，對類中的每個(gè)方法，它都會得到一個(gè)字節(jié)碼流。這些字節(jié)碼流保存在JVM的方法區(qū)中。在程序運(yùn)行過程中，當(dāng)一個(gè)方法被調(diào)用時(shí)，它的字節(jié)碼流就會被執(zhí)行。根據(jù)特定JVM設(shè)計(jì)者的選擇，它們可以通過解釋的方式，即時(shí)編譯（Just-in-time compilation）的方式或其他技術(shù)的方式被執(zhí)行。

方法的字節(jié)碼流就是JVM的指令（instruction）序列。每條指令包含一個(gè)單字節(jié)的操作碼（opcode）和0個(gè)或多個(gè)操作數(shù)（Operand）。操作碼指明要執(zhí)行的操作。如果JVM在執(zhí)行操作前，需要更多的信息，這些信息會以0個(gè)或多個(gè)操作數(shù)的方式，緊跟在操作碼的后面。

每種類型的操作碼都有一個(gè)助記符（mnemonic）。類似典型的匯編語言風(fēng)格，java字節(jié)碼流可以用它們的助記符和緊跟在后面的操作數(shù)來表示。

字節(jié)碼指令集被設(shè)計(jì)的很緊湊。除了處理跳表的2條指令以外，所有的指令都以字節(jié)邊界對齊。操作碼的總數(shù)很少，一個(gè)字節(jié)就能搞定。這最小化了JVM加載前，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)念愇募拇笮?；也使得JVM可以維持很小的實(shí)現(xiàn)。

JVM中，所有的計(jì)算都是圍繞棧（stack）而展開的。因?yàn)镴VM沒有存儲任意數(shù)值的寄存器（register），所有的操作數(shù)在計(jì)算開始之前，都必須先壓入棧中。因此，字節(jié)碼指令主要是用來操作棧的。例如，在上面的字節(jié)碼序列中，通過iload_0先把本地變量（local variable）入棧，然后用iconst_2把數(shù)字2入棧的方式，來計(jì)算本地變量乘以2。兩個(gè)整數(shù)都入棧之后，imul指令有效的從棧中彈出它們，然后做乘法，最后把運(yùn)算結(jié)果壓入棧中。istore_0指令把結(jié)果從棧頂彈出，保存回本地變量。JVM被設(shè)計(jì)成基于棧，而不是寄存器的機(jī)器，這使得它在如80486寄存器架構(gòu)不佳的處理器上，也能被高效的實(shí)現(xiàn)。

原始類型（PRimitive types）

JVM支持7種原始數(shù)據(jù)類型。Java程序員可以聲明和使用這些數(shù)據(jù)類型的變量，而Java字節(jié)碼，處理這些數(shù)據(jù)類型。下表列出了這7種原始數(shù)據(jù)類型：

原始數(shù)據(jù)類型以操作數(shù)的方式出現(xiàn)在字節(jié)碼流中。所有長度超過1字節(jié)的原始類型，都以大端（big-endian）的方式保存在字節(jié)碼流中，這意味著高位字節(jié)出現(xiàn)在低位字節(jié)之前。例如，為了把常量值256（0x0100）壓入棧中，你可以用sipush操作碼，后跟一個(gè)短操作數(shù)。短操作數(shù)會以“01 00”的方式出現(xiàn)在字節(jié)碼流中，因?yàn)镴VM是大端的。如果JVM是小端（little-endian）的，短操作數(shù)將會是“00 01”。

字節(jié)碼基本準(zhǔn)則

1.字長是根據(jù)JVM不同而定的，一般(并非一定)在32位機(jī)上是4個(gè)字節(jié)，64位機(jī)上是8個(gè)字節(jié)(使用8個(gè)字節(jié)很可能會潛在地存在內(nèi)存浪費(fèi)的情況)，JVM規(guī)范上要求1個(gè)字必須至少能容納integer型的值（4字節(jié)），2個(gè)字必須至少能容納long型的值（8個(gè)字節(jié)）。JVM有不少定義會以字為單位，譬如reference（引用）、本地變量和棧2.JVM操作由操作碼和操作數(shù)組成，操作碼是1字節(jié)的，因此最多只有256個(gè)操作碼，操作數(shù)從0-n個(gè)字節(jié)不等（0表示沒有操作數(shù)，一般是指令參數(shù)通過操作棧來獲取，n不定，譬如像TABLESWITCH和LOOKUPSWITCH指令），即指令=操作碼+操作數(shù)3.每個(gè)操作如果需要從操作棧中讀參數(shù)，則總是將這些參數(shù)出棧，如果操作有結(jié)果結(jié)果，總是會將結(jié)果入棧，后面可能會重復(fù)提到一點(diǎn)，如果沒有提到，這是一個(gè)參考準(zhǔn)則4本地變量是以字為單位(如上，32位機(jī)一般是4個(gè)字節(jié)，也有一些64位的JVM字長是8個(gè)字節(jié))為單位的，即使值是byte或short，對于long、double型的數(shù)據(jù)，在本地變量區(qū)中會占用2個(gè)位置(slot)5.操作棧是以字為單位(如上，32位機(jī)一般是4個(gè)字節(jié)) ，即使值是byte或short，而對于long、double型的數(shù)據(jù)，在操作棧中會占用2個(gè)位置(slot)