跟隨Javac代碼來解答字節碼的疑惑

　　前言　　

　　本文是跟隨掘金小冊張師傅的《JVM字節碼從入門到精通》練習而寫的。

 

　　問題

　　問題一:

　　有如下代碼：

 1 package com.sun.tools.javac;
 2 
 3 /**
 4  * @author TY
 5  */
 6 public class Foo {
 7 
 8     public static void foo() {
 9         int a = 0;
10         int b = 6;
11         int c = 130;
12         int d = 33000;
13     }
14 
15 }

　　很簡單的一段代碼，看似沒有什麼值得討論的地方，然而將代碼用javap查看下字節碼：

 

　　可以看到針對定義的不同的變量，字節碼的指令是不同的，雖然都是整數。。。那爲什麼呢？簡單分析就可以得知，是和

聲明的值的大小有關係，針對不同的大小範圍採用不同的字節碼指令。但是如何驗證我們的想法呢？相信很多人是不知道的。下面會講到如何驗證

我們的想法。

 

 

　　問題二:

　　再有如下代碼：

 1 package com.sun.tools.javac;
 2 
 3 /**
 4  * @author TY
 5  */
 6 public class Switch {
 7 
 8     public static void foo() {
 9         int a = 0;
10         switch (a) {
11             case 0:
12                 System.out.println("#0");
13                 break;
14             case 1:
15                 System.out.println("#1");
16                 break;
17             default:
18                 System.out.println("default");
19                 break;
20         }
21     }
22 
23 }

　　簡單的一段swtich...case邏輯，看着也沒有什麼問題，再看看字節碼：

 

　　看到上面的字節碼，採用的是looupswitch，而我們知道，switch...case語句底層有兩種指令：tableswitch和looupswitch，之前我

在學習的時候就只是知道tableswtich適用於case值比較緊湊的情況，而lookupswitch適用於case值比較稀疏的情況。但是上面的代碼

case值分別是0和1，，，這這這，算哪門子稀疏了，所以爲什麼要用lookupswitch而不用tableswtich呢？

　　

　　Javac源碼

 

　　我們知道將Java代碼編譯成字節碼的命令是Javac，所以關於上面的問題，都應該在Javac的源碼裏面去找答案。

　　首先下載Javac的源碼，這裏我提供張師傅提供的地址：javac-source-code-reading

　　下載好之後用IDEA打開:

　　

 

 

　　上面的out目錄是我自己建的，不然運行javac的入口main函數會報錯讓指定class碼輸出目錄。

　　新建了目錄之後需要到項目設置裏面設置：

　　

 

 

 　　

　　然後將com.sun.tools下面的兩個包給排除掉，不然編譯通不過

　　

　　這些做好之後就可以執行下javac的入口函數: com.sun.tools.javac.Main

　　直接執行來看看：

　　

 

 

 　　執行結果：

　　

 

 

 　　好熟悉的輸出，這不是在命令行裏面直接執行javac的輸出嗎？

　　

　　所以，知道該怎麼做了吧，需要加一個參數，參數就是要編譯的java類的名字，我新建一個Hello類，隨便寫點啥。。。

　　

　　然後將Hello類的路徑填寫到Main的傳入參數裏面：

　　

 

 

　　再執行Main函數就可以看到Hello類的同級目錄下就多了一個class文件：

　　

 

 

 　　這就說明我們可以跟着Javac的源代碼進行調試了，不過在此之前需要設置下:

　　

　　將Module source移到系統安裝的JDK的前面，這樣才能正常的調試而不是調試的時候跳轉到安裝的JDK裏面去。

　　可以調試Javac的代碼意味着很多東西，我們遇到不理解的字節碼的時候可以跟着Javac源碼走一遍，看人家到底是怎麼去實現的。

　　接下來回到上面的兩個問題，對應的Javac的源碼分別在com.sun.tools.javac.jvm.Item類和com.sun.tools.javac.jvm.Gen類中，比如問題一代碼對應下面：

　　

 

 

　　可以看到針對值得大小不同走了不同的邏輯：

　　-1到5：iconst_0

　　-128到127：bipush

　　-32768到32767：sipush

　　然後超過以上的範圍則是：ldc

 

　　而問題二對應的代碼在Gen類visitSwitch方法中，重點代碼是下面這段：

　　

 

　　hi和lo是在的代碼邏輯中分別指向case的最大和最小值。我們將case值0和1代入其中：

　　最終table_space_cost + 3 * table_time_cost = 15，而looup_space_cost + 3 * looup_time_cost = 13，

所以最終選用了lookupswitch指令。關於爲什麼要採用這樣的算法我暫時不知，但至少對照着Javac源碼知道了算法邏輯，不至於遇到

問題的時候一臉懵。。

　　

　　總結

　　本文主要講述瞭如何調試Javac源碼以及如何運用Javac源碼解答一些字節碼的問題。

　　另外，推薦掘金小冊張師傅的小冊《JVM字節碼從入門到精通》

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