字节码指令集

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字节码指令都会在 JVM 上执行一系列的操作,如加载、存储、运算、跳转等。

栈操作指令

操作数栈是 JVM 中的一个临时数据存储区域,用来存储局部变量和中间计算结果。栈操作指令主要负责操作这个操作数栈,包括 push、pop、swap、dup 等。不过为了提高代码的性能,我们应该尽量减少对栈的操作,因为每次压入或弹出栈帧都需要消耗一定的时间和空间。而且在编写字节码的时候,要确保操作数栈的深度没有超过类文件的最大栈深度,否则将会抛出 StackOverflowError 异常,这个异常表示操作数栈溢出。

加载和存储指令

加载和存储指令用来在操作数栈和局部变量表之间传递数据。加载指令把数据从局部变量表加载到操作数栈,而存储指令则将操作数栈顶的数据存储到局部变量表。在操作局部变量的时候,尽量使用索引为 0~3 的变量,这样可以使用更紧凑的字节码指令,如 iload_0、iload_1 等。

数学指令

数学指令主要用于执行基本的算术运算,加、减、乘、除、模等,可以根据操作数的类型,比如 int、long、float、double 等,选择相应的数学指令,避免在循环中进行重复计算,尽量把计算结果缓存起来以提高性能。

类型转换

指令类型转换指令用来把一种数值类型转换成另一种类型。比如,使用 i2f 指令把 int 类型转换成 float 类型。只在确实需要的时候执行类型转换,并尽量减少不必要的类型转换操作,以避免性能损失。

对象和数组操作指令

对象和数组操作指令涉及对象和数组的创建、访问和更新。这些指令包括 new、getfield、putfield、getstatic、putstatic 等。 编写代码的时候要遵守封装原则,保护对象的状态和行为,避免直接访问对象的成员变量。使用数组时,确保数组索引在有效范围内,以避免数组访问异常。

控制转移

指令控制转移指令用于更改程序的执行顺序。根据不同的条件,可以选择相应的指令,例如 ifeq、ifgt、goto、tableswitch 等。 在条件分支较多的情况下,尽量使用 tableswitch 或 lookupswitch 指令。使用简洁的控制语句,减少嵌套的深度

方法调用和返回指令

方法调用和返回指令处理方法的调用和返回过程。这些指令包括 invokevirtual、invokespecial、invokestatic、invokeinterface、invokedynamic、return 等。减少没有意义的方法调用,例如不必要的 getter 和 setter。对于已知目标方法的调用,尽量使用 invokevirtual 和 invokestatic,而不是 invokeinterface。

异常处理指令

异常处理指令用来创建、抛出和处理异常。这些指令包括 athrow、catch 等。 尽量减少异常抛出,通过合理的检查和处理避免异常出现。对于已知的异常情况,尽量使用正常的控制流程进行处理,而不是依赖异常。

此文章为11月Day16学习笔记,内容来源于极客时间《云时代的 JVM 原理与实战》,强烈推荐该课程