JVM(7)虚拟机字节码执行引擎

不同执行引擎在执行java代码的时候可能会有解释执行和编译执行两种选择，也可两者兼备。但是从外观上看，java虚拟机执行引擎都是一致的：输入字节码文件（class文件），处理过程是字节码解析，输出的执行结果。

运行时栈帧结构

栈帧是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构，在虚拟机栈中。

每一个栈帧都包括局部变量表、操作数栈、动态连接、方法返回地址和一些额外的附加信息。



局部变量表：用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量。

局部变量表的容量以slot为最小单位，一个slot占几个字节并没有明确规定，可以是32位，也可以是64位。

虚拟机通过索引定位的方式使用局部变量表，索引值的范围是从0开始到局部变量表最大的slot数量。

在方法执行时，虚拟机是使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程的。

操作数栈：操作数栈也被称为操作栈，当一个方法开始执行时，这个方法的操作数栈是空的，在方法执行的过程中，各种字节码指令往操作数栈中写入和提取内容。

动态连接：每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有该引用是为了支持方法调用过程中的动态连接。class文件的常量池中存在大量的符号引用，这些符号引用有一部分会在类的加载阶段或者第一次使用的时候就转化为直接引用，这种转化称为静态解析，另外一部分会在每一次运行期间转化为直接引用，这种转化称为动态连接。

方法返回地址：方法的退出有两种方式：正常退出、异常退出。无论哪种方式，在退出之后，都需要返回方法被调用的位置，这些信息需要在栈帧中保存。

方法调用

方法的调用不等同于方法的执行，方法调用阶段的任务是确定调用哪一个方法。根据class文件中的符号引用找到对应方法的直接引用。

1、解析：在类加载的解析阶段，符合“编译期可知，运行期不可变”这个要求的方法，会在类加载阶段进行解析，主要包括静态方法、私有方法。

2、分派：

2.1静态分派：在编译阶段确定方法的版本，典型应用是方法重载。

2.2动态分派：在运行期确定方法的版本，典型应用是方法重写。

2.3单分派与多分派：方法的接收者与参数统称为方法的宗量，根据分派基于多少种宗量，将分派划分为单分派和多分派。重载属于多分派，因为参数变了。重写属于单分派，因为参数没变。

方法执行

解释执行：通过解释器执行，源码会被转化成抽象语法树，再利用解释器来解释执行。

编译执行：通过即时编译器产生本地代码执行。