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源码 。 本文一起看下方法调用相关的指令invokexxx以及方法返回#xff08;栈帧弹出线程栈#xff09;相关的指令xReturn 。
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因为invokexxx指令和普通的指令不同#xff0c;会创建一个新的栈帧#xff0c;并压倒操作数栈中#xff0c;所以我…写在前面
源码 。 本文一起看下方法调用相关的指令invokexxx以及方法返回栈帧弹出线程栈相关的指令xReturn 。
1正文
因为invokexxx指令和普通的指令不同会创建一个新的栈帧并压倒操作数栈中所以我们首先需要来定义一个公共的创建栈帧的方法来让ivvokestaticinvokeinterface等使用如下
public class MethodInvokeLogic {public static void invokeMethod(Frame invokerFrame, Method method) {if (method.name.equalsIgnoreCase(returnALong)) {System.out.println(------invoke xxxx 指令做如下的事情------);System.out.println(1从当前栈帧中获取对应的执行线程);System.out.println(2为要执行的方法创建对应的栈帧并将栈帧压倒线程栈作为当前栈帧);System.out.println(3如果是有入参的话则从调用栈帧的操作数栈中弹出入参并设置到新栈帧的局部变量表中这样被调用方法执行时就可以通过load指令从局部变量中获取操作);}Thread thread invokerFrame.thread();Frame newFrame thread.newFrame(method);thread.pushFrame(newFrame);// 将方法需要的参数设置到新栈帧的局部变量表中int argSlotCount method.argSlotCount();if (argSlotCount 0) {for (int i argSlotCount - 1; i 0; i--) {Slot slot invokerFrame.operandStack().popSlot();newFrame.localVars().setSlot(i, slot);}}//hackif (method.isNative()) {if (registerNatives.equals(method.name())) {thread.popFrame();} else {throw new RuntimeException(native method method.name());}}}}这里我们以invokestatic指令和lreturn指令为例来看下对应的模拟代码invokestatic指令
public class INVOKE_STATIC extends InstructionIndex16 {Overridepublic void execute(Frame frame) {RunTimeConstantPool runTimeConstantPool frame.method().clazz().constantPool();MethodRef methodRef (MethodRef) runTimeConstantPool.getConstants(this.idx);Method resolvedMethod methodRef.ResolvedMethod();if (!resolvedMethod.isStatic()) {throw new IncompatibleClassChangeError();}Class clazz resolvedMethod.clazz();// 确保初始化完成加载链接初始化中的初始化即类加载的最后一步if (!clazz.initStarted()) {frame.revertNextPC();ClassInitLogic.initClass(frame.thread(), clazz);return;}// 执行方法即生成栈帧并压入到线程栈MethodInvokeLogic.invokeMethod(frame, resolvedMethod);}
}lreturn
public class LRETURN extends InstructionNoOperands {Overridepublic void execute(Frame frame) {System.out.println(------lreturn 指令执行做如下的事情------);System.out.println(1:弹出当前的方法栈帧);System.out.println(2:获取上一个方法);System.out.println(3:从当前方法的操作数栈中获取执行结果,并推送到上一个方法的操作数栈中);Thread thread frame.thread();Frame currentFrame thread.popFrame();Frame invokerFrame thread.topFrame();long val currentFrame.operandStack().popLong();// 获取上一个方法并将结果压倒其操作数栈的栈顶这样上一个就可以通过pop指令获取结果invokerFrame.operandStack().pushLong(val);}}main类
/*** -Xthejrepath D:\programs\javas\java1.8/jre -Xthetargetclazz D:\test\itstack-demo-jvm-master\tryy-too-simulate-classload-load-clazz\target\test-classes\org\itstack\demo\test\HelloWorld*/
public class Main {public static void main(String[] args) {Cmd cmd Cmd.parse(args);if (!cmd.ok || cmd.helpFlag) {System.out.println(Usage: main class [-options] class [args...]);return;}if (cmd.versionFlag) {//注意案例测试都是基于1.8另外jdk1.9以后使用模块化没有rt.jarSystem.out.println(java version \1.8.0\);return;}startJVM(cmd);}private static void startJVM(Cmd cmd) {// 创建classpathClasspath cp new Classpath(cmd.thejrepath, cmd.classpath);
// System.out.printf(classpath%s class%s args%s\n, cp, cmd.getMainClass(), cmd.getAppArgs());System.out.printf(classpath%s parsed class%s \n, cp, cmd.thetargetclazz);//获取className
// String className cmd.getMainClass().replace(., /);try {
// byte[] classData cp.readClass(className);/*byte[] classData cp.readClass(cmd.thetargetclazz.replace(., /));System.out.println(Arrays.toString(classData));System.out.println(classData);for (byte b : classData) {//16进制输出System.out.print(String.format(%02x, b 0xff) );}*/// 创建类加载器准备加载类/*** 加载3个阶段* 1加载* 找到字节码并将其存储到原元空间7方法区然后该类该类父类父接口也加载并在堆中生成对应的Class对象* 2链接* 验证验证文件内容的合法性如是否cafebabe打头结构是否符合定义* 准备主要是给静态变量申请内存空间以及赋初始值如intshort这种则给默认值0* 解析符号引用指向类或者方法的一个字符串转换为直接引用jvm的内存地址* 3初始化* 执行init,clinit方法,完成静态变量的赋值*/ClassLoader classLoader new ClassLoader(cp);String clazzName cmd.thetargetclazz.replace(., /);Class mainClass classLoader.loadClass(clazzName);Method mainMethod mainClass.getMainMethod();new Interpreter(mainMethod, true);/*// 创建className对应的ClassFile对象ClassFile classFile loadClass(clazzName, cp);MemberInfo mainMethod getMainMethod(classFile);if (null mainMethod) {System.out.println(Main method not found in class cmd.classpath);return;}// 核心重点代码通过解释器来执行main方法new Interpreter(mainMethod);*/} catch (Exception e) {System.out.println(Could not find or load main class cmd.getMainClass());e.printStackTrace();}}/*** 获取main函数这里我们要模拟是执行器执行main函数的过程当然其他方法也是一样的* param classFile* return*/private static MemberInfo getMainMethod(ClassFile classFile) {if (null classFile) return null;MemberInfo[] methods classFile.methods();for (MemberInfo m : methods) {if (main.equals(m.name()) ([Ljava/lang/String;)V.equals(m.descriptor())) {return m;}}return null;}/*** 生成class文件对象* param clazzName* param cp* return*/private static ClassFile loadClass(String clazzName, Classpath cp) {try {// 获取类class对应的byte数组byte[] classData cp.readClass(clazzName);return new ClassFile(classData);} catch (Exception e) {System.out.println(无法加载到类 clazzName);return null;}}}定义需要加载的类
public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {/* long x fibonacci(10);System.out.println(x);*/returnALong();}public static long returnALong() {long longResult 99;return longResult;}//斐波那契数列Fibonacci sequence/*private static long fibonacci(long n) {if (n 1) {return n;} else {return fibonacci(n - 1) fibonacci(n - 2);}}*/}定义main的program argument
-Xthejrepath
D:\programs\javas\java1.8/jre
-Xthetargetclazz
D:\test\itstack-demo-jvm-master\tryy-too-simulate-invokexxx-and-xreturn\target\test-classes\org\itstack\demo\test\HelloWorld最后运行
写在后面
参考文章列表
JVM 虚拟机字节码指令表 。
jvm方法调用指令invokestatic,invokespecial,invokeinterface,invokevirutal分析 。
