JVM常用指令：对象操作、运算和类型转换

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-10-25 14:22 159阅读 0赞

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类型转换指令

基本运算指令

对象操作指令

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上一篇接照按指令的功能和操作的数据类型进行分类，除了压栈出栈指令外，还有类型转换，运算和对象操作指令三种，即加减乘除取余取反，对象操作中的字段访问和类型检查等，这篇日志就来总结下这部分常用的JVM指令。

## 类型转换指令 ##

类型转换在代码中出现一般是用户进行显式的数据类型转换操作，例如(int)num;在指令集中助记符形式是x2y，表示将x类型数据转换成y类型数据，例如i2l表示将int数据类型转换成long数据类型，l2d表示将long类型转换成double类型等。在转换的处理逻辑上，拿i2l举例，该指令会将int数据从栈顶弹出，完成数据转换后再压回栈中，来看具体的代码和指令：

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例子中将int类型数据num1赋值给long类型变量num2，由于是从较小范围的数据向较大范围的数据类型转换，所以无需显式地声明（或者说是强制类型转换），而如果将long类型变量num2转换回int类型变量num3，则需要显式声明，在字节码指令中可以看到使用了i2l和l2i两条指令。往下看，如果我们把一个byte类型的变量赋值给int类型变量num1，在字节码指令中，却没有出现如b2i这样的指令，使用的是iload\_1和istore\_2两条指令，iload\_1将byte类型变量num4压栈，istore\_2将num4赋值给变量num1，也就是说，JVM是直接交换了两个数据，没有做类型转换处理。同样的还有char类型转int类型，short类型转int类型，也就是说，将byte，short和char数据类型转换其他类型的指令JVM并没有提供。

## 基本运算指令 ##

基本运算也挺多的，加减乘除，取余取反，异或与等，它们的助记符在格式上都是数据类型+指令的形式，加法xadd、减法xsub、乘法xmul、除法xidv、取余xrem和取反xneg等，x为i、l、f、d分别对应int、long、float和double。来看一个例子：

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首先是两数相加，将num1和num2分别放入操作数栈1号和2号位置后，iadd指令完成两数相加，下一段代码将刚刚的两数之和num3取反后复制给num4并转换成float类型，在字节码指令中也可以看到使用了ineg，将int数据取反，然后i2f将int数据类型转换成float。假如我们将两个很大的int整数1527159764相加，得到的结果很可能是-2，因为相加得到的结果超出了int类型的表示范围，也就是溢出了，此时JVM会抛出异常并返回一个负数，还有一种异常也会返回负数，就是除数为零的情况。

## 对象操作指令 ##

第三种是对象操作指令，Java作为一门面向对象语言，创建和访问对象是其一大特点，JVM自然也为其提供了一些指令专门用于操作类的对象，例如创建，访问字段和数组操作等，首先来看创建指令。相信你们都很熟悉Java语言中实例化一个对象用的是new关键字，它对应的字节码指令有new、newarray、anewarray和multianewarray，new指令就是用来创建普通对象，将其压栈，后面三个指令看到array字样就知道是用来创建数组，newarray用来创建基本类型数组，如一个int型数组，anewarray用来创建对象数组，multianewarray则用来创建多维数组，例如一个二维数组int\[5\]\[5\]。来看一个例子：

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创建一个int数组，Object对象数组和一个二维数组代码，在字节码指令中依次使用出现newarray、anewarray和multianewarray。创建对象完成后，就可以根据下标访问里面的元素，还记得前面的日志里写过的xaload指令吧，还有获取数组长度的指令arraylength等。另一个常见的操作就是访问里面的字段，JVM专门用来访问类和对象的指令有getfield、putfield、getstatic和putstatic，前面两个用来访问我们创建的实例对象中的字段，后面两个是访问类的静态字段。拿个最简单的例子，在控制台做一个System.out.println（）；输出语句，JVM会使用到getstatic指令，将静态字段System.out字段压入操作数栈，后面就可以调用print（）函数。最后一个总结的对象操作指令就是类型检查指令，有checkcast和instanceof两个，前者用来检查是否可以进行强制类型转换，如果不能则抛出ClassCastException异常。看下后者，instanceof指令用来检查对象是否某一个类的实例对象，在Java语言中它是一个关键字，与它在字节码指令中一样都是instanceof，例如我们可以写if（ob instanceof List） return (List)ob; 这样的代码来进行对象类型判断，并最终将其强制转换成List实例。

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