JVM常用指令：常量，变量的压栈出栈指令

桃扇骨 2023-01-10 14:50 167阅读 0赞

**目录**

常量压栈指令

局部变量表压栈指令

操作数栈出栈指令

通用指令

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上一篇日志里用到的指令如bipush，iload等都是JVM常用的指令，它们有各自的分类，如bipush是常量压入操作数栈，iload是将数组指令索引压入操作数栈，根据操作的数据类型不同还可以分为，i开头的是对integer类型操作指令，f开头是对float类型操作指令。每一条字节码指令由一个字节的助记符加上后面的参数组成，例如sipush 100指令一共占用3个字节，sipush占一字节加上后面的参数占两个字节。这些指令有专门负责类型转换的，运算的指令和存储指令，这篇日志总结下从操作范围，也就是从局部变量表到操作数栈之间数据传递，来分类一些JVM常用的指令。

## 常量压栈指令 ##

常量压栈指令作用是将常数压入操作数栈中，大致有push，ldc和const三类，push前面见过了，在一个两数相加的代码中，首先用到bipush指令将两个常量压入操作数栈里，根据数据大小可以使用bipush或sipush，前者可处理的数据范围在-128~127，后者更大在-32768~32767之间。第二种const类指令负责将一些特定的常量压栈，例如iconst\_m1将-1压入操作数栈，aconst\_null将null压栈，如果想将浮点类型数据压栈，使用fconst\_x，x=1，2，3表示分别将1，2，3压栈，同理，lconst\_x和dconst\_x分别表示将长整型数据和双精度浮点数压栈。第三种ldc类型，它可以将int，String或者float类型数据压入操作数栈，支持的参数长度为8位，如果超出这个长度的数据可以使用ldc\_w指令，它的数据支持长度为16位。

## 局部变量表压栈指令 ##

这类指令顾名思义就是将局部变量表中的数据压入操作数栈里，还是拿回两数相加的程序看，把两个数进行加法运算前，需要先将它们从局部变量表里拿出压入到操作数栈中，用到的是iload\_x指令，x表示的是局部变量表中的第几号位置，和const指令类似，iload前面的i标识的是处理整型数据，所以fload，dload等分别处理的就是单精度浮点数和双精度浮点数。如果是将数组元素进行入栈，使用的是xaload指令，iaload，caload和saload分别表示将数据压入int，char和short数组，来看一个例子：

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代码在Instance（）方法中传入两个数组参数，一个是int数组一个是char数组，然后输出里面下标为1的元素。从.class文件里看，首先aload\_1指令将数组引用压入栈，然后iconst\_1将索引1压入，最后iaload指令将数组arr1\[1\]压入操作数栈，arr2\[1\]同理，aload\_2指令将char数组入栈，然后iconst\_1将索引1入栈，代码中两个数组都是输出下标为1的元素，最后caload指令将char类型数组压入操作数栈中。

## 操作数栈出栈指令 ##

操作数栈出栈指令，作用是将操作数栈顶元素弹出，放入到局部变量表中中，完成对局部变量的赋值操作，有xstore\_n和xastore两种，后者是对数组进行操作的指令，xstore\_n指令中的x代表数据类型，可以是i、l、f、d、s等，n自然就是代表第几号数字了，来看一个例子：

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对两个变量进行赋值，一个是int型局部变量，一个是数组，从字节码指令中可以看到，bipush指令将参数95压栈后，istore\_3指令将其弹出，放入到局部变量表第3号位置里。下面对数组的赋值有点不同，iastore指令用来对一个int型数组操作，对一个数组里面元素进行赋值，需要数组引用，索引和赋值参数三部分，首先aload\_1将数组引用（arr1\[ \]）压栈，然后iconst\_1将数组索引1压栈（arr1\[ 1 \]），最后bipush27压栈，iastore将参数27赋值给局部变量表中的数组arr1\[ 1 \]位置。

## 通用指令 ##

最后总结的一种常用指令是通用类型的指令，它与前面指令区别的地方在于，和操作的数据类型无关，前面的指令中，不同类型的指令入栈有lconst、fconst、bipush、sipush等，除了明确数据类型外还要指定放入的位置，通用类指令不需要指明数据类型，例如dup复制指令，作用是将栈顶元素复制一次并压入栈顶，同样是数据操作指令，但无需关注当前栈顶元素是什么类型，还有pop指令是将栈顶元素弹出并直接丢弃，来看个例子：

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代码简单生成一个Object对象，并调用ob.toString（）方法，从字节码指令看，首先new指令为我们实例化ob对象，此时对象被放在栈顶处，然后dup指令将该对象的引用复制了一份，之后栈中就有两份相同的ob对象引用，为什么需要先复制一份，往下看，invokespecial指令是调用对象的构造方法，此时需要从栈顶中弹出一个ob对象引用，之后astore\_3指令将该对象出栈放入局部变量表中，可以看到，一共用到两次该对象的引用，且每次使用都要将其出栈，所以需要dup一份对象引用在栈中。当ob.toString（）方法执行完毕后，最后将返回值return到栈顶，使用pop指令将没有其他地方使用到的返回值直接丢弃。

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