1.前言

在《【编译引擎】学习阅读Class文件结构(javap版)》中，我们看到了Code属性包含了JVM指令序列。

在理解了Class文件结构之后，学习JVM指令有助于我们更进一步地理解Class文件结构。

然而，JVM指令是JVM规范另一个大篇幅知识点，我们应该如何高效学习它呢？

本文将通过上述代码，阐述JVM指令的执行过程(例如：局部变量表中的数据入栈、栈上数据存储回局部变量表等)，为读者展示JVM指令的全貌以及学习方法。

2.JVM指令概览

2.1.本质-信息压缩

在学习具体的JVM之前，我们应该先来看看JVM指令的本质以及它存在的意义。

不知道您是否考虑过这样一个问题：“如何表达一个方法的实现呢？”

您可能会说：可以用代码来描述，如下伪码所示：

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void func1() {
    int i = 1;
    print(i);
}

那么，我们把问题增加一些限制：“如何用最小的信息量表达一个方法的实现？”

聪明的读者可能会想到"代号法”，即为上述伪码取个特殊的代号(假设"int i = 1"的代号是"帅哥”，“print(i)“的代号是"美女”)，那么上述伪码可以简化为：

1
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void func1() {
    帅哥;
    美女;
}

我们继续把问题增加一些限制：“如何用计算机能理解的最小信息量表达一个方法的实现？”

什么是计算机能理解的信息？显然是字节。所以，我们可以约定"0A"就是"帅哥”，“0B"就是"美女”，如下：

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void func1() {
    0A;
    0B;
}

同样的信息，在某些场景下(对于人)越大越好，在某些场景下(对于机器)越小越好。

更关键的是，二者能相互转换——这就好像三体中智子的高维折叠和低维展开。

这或许就是计算机的世界中，最令人着迷的地方。

2.2.JVM指令格式

JVM指令的格式一般是这样的：

操作码+操作数

操作码为1个字节，在JVM规范中约定了这个字节表达的具体的JVM指令含义。

这是一个有趣的细节：1个字节是8位，所以JVM指令的操作码最多只有255个

操作数可以没有，也可能有多个。

2.3.JVM指令分类

JVM规范中的JVM指令非常多，我们可以根据指令的使用场景分类，本文仅列举实战中最常用的场景：

加载与存储：比如将局部变量表的数据放到虚拟机栈中
算数指令：比如i++
类型转换指令：比如int转double
对象创建/字段访问：比如创建一个类的实例，并且访问该实例的某个属性
方法调用：比如访问一个类的静态方法
异常处理：比如抛出一个异常
……

2.4.真理都在规范中

当我们具备了前面的基本知识，最高效、最准确地学习JVM指令，就要查阅JVM规范了：

3.实例解读

为了方便阅读，我们将javap输出的日志简化后展示如下：

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  public static void main(java.lang.String[]);
	……………………
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #3                  // String start
         5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: invokestatic  #5                  // Method test:()V
        11: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        14: ldc           #6                  // String end
        16: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        19: return
	……………………

  private static void test();
	……………………
         0: new           #7                  // class java/lang/IllegalArgumentException
         3: dup
         4: ldc           #8                  // String exception
         6: invokespecial #9                  // Method java/lang/IllegalArgumentException."<init>":(Ljava/lang/String;)V
         9: athrow
	……………………