Java虚拟机（JVM）工作原理

虽然本教程的内容为 x86 处理器的原生汇编语言，但是了解其他机器架构如何工作也是有益的。JVM 是基于堆栈机器的首选示例。JVM 用堆栈实现数据传送、算术运算、比较和分支操作，而不是用寄存器来保存操作数（如同 x86 一样）。

Java 虚拟机

Java 虚拟机（JVM）是执行已编译 Java 字节码的软件。它是 Java 平台的重要组成部分，包括程序、规范、库和数据结构，让它们协同工作。Java 字节码是指编译好的 Java 程序中使用的机器语言的名字。

JVM 执行的编译程序包含了 Java 字节码。每个 Java 源程序都必须编译为 Java 字节码（形式为 .class 文件）后才能执行。包含 Java 字节码的程序可以在任何安装了 Java 运行时软件的计算机系统上执行。

例如，一个 Java 源文件名为 Account.java，编译为文件 Account.class。这个类文件是该类中每个方法的字节码流。JVM 可能选择实时编译（just-in-time compilation）技术把类字节码编译为计算机的本机机器语言。

正在执行的 Java 方法有自己的堆栈帧存放局部变量、操作数栈、输入参数、返回地址和返回值。操作数区实际位于堆栈顶端，因此，压入这个区域的数值可以作为算术和逻辑运算的操作数，以及传递给类方法的参数。

在局部变量被算术运算指令或比较指令使用之前，它们必须被压入堆栈帧的操作数区域。通常把这个区域称为操作数栈（operand stack）。

Java 字节码中，每条指令包含 1 字节的操作码、零个或多个操作数。操作码可以用 Java 反汇编工具显示名字，如 iload、istore、imul 和 goto。每个堆栈项为 4 字节（32 位）。

Java 开发工具包（JDK）中的工具 javap.exe 可以显示 java.class 文件的字节码，这个操作被称为文件的反汇编。命令行语法如下所示：

javap -c classname

比如，若类文件名为 Account.class，则相应的 javap 命令行为：

javap -c Account

安装 Java 开发工具包后，可以在 \bin 文件夹下找到 javap.exe 工具。

JVM 可以识别 7 种基本数据类型，如下表所示。和 x86 整数一样，所有有符号整数都是二进制补码形式。但它们是按照大端顺序存放的，即高位字节位于每个整数的起始地址（x86 的整数按小端顺序存放）。

比较指令从操作数栈的顶端弹出两个操作数，对它们进行比较，再把比较结果压入堆栈。现在假设操作数入栈顺序如下所示：

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