操作数栈

概念

每一个独立的栈帧除了包含局部变量表以外，还包含一个后进先出（Last-In-First-Out）的 操作数栈，也可以称之为表达式栈（Expression Stack）

操作数栈，在方法执行过程中，根据字节码指令，往栈中写入数据或提取数据，即入栈（push）和 出栈（pop）

• 某些字节码指令将值压入操作数栈，其余的字节码指令将操作数取出栈。使用它们后再把结果压入栈
• 比如：执行复制、交换、求和等操作

代码举例

1. public void testAddOperation(){
2. byte i = 15; 
3. int j = 8; 
4. int k = i + j;
5. }

字节码指令信息

1. public void testAddOperation(); 
2.     Code:
3. 0: bipush 15
4. 2: istore_1 
5. 3: bipush 8
6. 5: istore_2 
7. 6:iload_1 
8. 7:iload_2 
9. 8:iadd
10. 9:istore_3 
11. 10:return

0：将15进入操作数栈

2：将15进入局部变量表

3：将8进入操作数栈

5：将15进入局部变量表

6 7： 将15和8进入操作数栈

8：对二者进行运算放在操作数栈

9：将二者的运算结果进入局部变量表

分析

操作数栈，主要用于保存计算过程的中间结果，同时作为计算过程中变量临时的存储空间。

操作数栈就是JVM执行引擎的一个工作区，当一个方法刚开始执行的时候，一个新的栈帧也会随之被创建出来，这个方法的操作数栈是空的。

每一个操作数栈都会拥有一个明确的栈深度用于存储数值，其所需的最大深度在编译期就定义好了，保存在方法的Code属性中，为max_stack的值。

栈中的任何一个元素都是可以任意的Java数据类型

• 32bit的类型占用一个栈单位深度
• 64bit的类型占用两个栈单位深度

操作数栈并非采用访问索引的方式来进行数据访问的，而是只能通过标准的入栈和出栈操作来完成一次数据访问

如果被调用的方法带有返回值的话，其返回值将会被压入当前栈帧的操作数栈中，并更新PC寄存器中下一条需要执行的字节码指令。

操作数栈中元素的数据类型必须与字节码指令的序列严格匹配，这由编译器在编译器期间进行验证，同时在类加载过程中的类检验阶段的数据流分析阶段要再次验证。

另外，我们说Java虚拟机的解释引擎是基于栈的执行引擎，其中的栈指的就是操作数栈。

图解代码追踪

1. public void testAddOperation() {
2.     byte i = 15;
3.     int j = 8;
4.     int k = i + j;
5. }

使用javap 命令反编译class文件：javap -v 类名.class

1. public void testAddoperation(); 
2.    Code:
3.  0: bipush 15
4.  2: istore_1 
5.  3: bipush 8
6.  5: istore_2
7.  6: iload_1
8.  7: iload_2
9.  8: iadd
10.   9: istore_3
11. 10: return