JVM学习之JVM基础知识
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2020-11-27 09:21
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作者 | 码头工人
来源 | urlify.cn/FRNnAr
一、Java技术体系1、Java体系构成
1）Java程序语言
2）Java虚拟机
3）字节码文件
4）Java类库
5）第三方Java类库
2、JDK、JRE、JVM之间的关系
1）JDK：Java程序语言、Java虚拟机和Java类库统称为JDK（Java Development Kit）
2）JRE：Java类库中的Java SE和Java虚拟机统称为JDR（Java Runtime Enviroment）
（1）JVM官方文档定义
The Java Virtual Machine is an abstract computing machine. Like a real computing machine, it has an instruction set and manipulates various memory areas at run time. It is reasonably common to implement a programming language using a virtual machine; the best-known virtual machine may be the P-Code machine of UCSD Pascal.
The Java Virtual Machine knows nothing of the Java programming language, only of a particular binary format, the class file format. A class file contains Java Virtual Machine instructions (or *bytecodes*) and a symbol table, as well as other ancillary information.
（2）中文解释
Java虚拟机是一个抽象的计算机（本质上就是可运行程序）。它和真实的计算机相似，具有指令集且能够在运行时对内存区域进行操作。Java虚拟机并不能直接解释Java语言，它只能够解释特定的二进制格式，即.class文件（字节码文件）。
JVM结构
1、指令架构
（1）基于栈式架构
a）设计和实现更简单
b）指令集小，编译器易实现
c）不需要硬件支持，可移植性更好，更容易实现跨平台
（2）基于寄存器架构
a）依赖硬件，可移植性查
b）执行效率高
2、例子
（1）Java源码
public class StackTest {
public static void main(String[] args) {
int a = 2;
int b = 3;
int c = a + b;
}
}
（2）C++源码
void test() {
int a = 2;
int b = 3;
int c = a + b;
}（3）基于栈式结构计算过程
使用jclasslib查看字节码
0 iconst_2 常量为2
1 istore_1 将常量2保存至索引为1的操作数栈中
2 iconst_3 常量为3
3 istore_2 将常量2保存至索引为2的操作数栈中
4 iload_1 加载操作数栈索引为1所对应的值
5 iload_2 加载操作数栈索引为2所对应的值
6 iadd 相加
7 istore_3 将相加结果保存至索引为3的操作数栈中
8 return
（4）基于寄存器结构计算过程
Android studio编写完后使用ida查看指令，ARM32下的汇编指令
SUB SP, SP, #0xC
MOVS R0, #2 操作数2移动至R0寄存器
STR R0, [SP,#0xC+var_4] R0寄存器的值写入[SP,#0xC+var_4]地址
MOVS R0, #3 操作数3移动至R0寄存器
STR R0, [SP,#0xC+var_8] R0寄存器的值写入[SP,#0xC+var_8]地址
LDR R0, [SP,#0xC+var_4] [SP,#0xC+var_4]的值读入R0寄存器
LDR R1, [SP,#0xC+var_8] [SP,#0xC+var_8]的值读入R1寄存器
ADD R0, R1 R0, R1寄存器相加,结果放置R0寄存器
STR R0, [SP,#0xC+var_C] R0寄存器的值写入[SP,#0xC+var_C]地址
ADD SP, SP, #0xC
BX LR
3、思考
网上常有结论，在完成相同操作的情况下，基于栈式架构比基于寄存器架构的指令路量要多。这种说法严谨吗？
可以从上面例子中看出ARM32下的基于寄存器架构的指令数量并不比基于栈式结构的指令数量少。很多人只讨论了x86架构下的指令数量，而忽略了ARM架构下的指令集数量。
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