Java虚拟机规范中有一个章节专门列出了操作码助记符, 对应的链接为: Java Virtual Machine Specification: Chapter 7. Opcode Mnemonics by Opcode
其中, 方法调用相关的操作码为:
| 十进制 |
十六进制 |
助记符 |
说明 |
| 182 |
(0xb6) |
invokevirtual |
调用类的实例方法; |
| 183 |
(0xb7) |
invokespecial |
调用特殊实例方法; 如构造函数、超类方法,以及private |
| 184 |
(0xb8) |
invokestatic |
调用静态方法 |
| 185 |
(0xb9) |
invokeinterface |
调用接口方法 |
| 186 |
(0xba) |
invokedynamic |
动态方法调用 |
下面我们通过实际的例子, 进行详细介绍。
请看代码:
package com.cncounter.opcode;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;
/**
* 演示invoke操作码
*/
public class DemoInvokeOpcode {
public static void testMethodInvoke() {
// 183; invokespecial
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<String, String>(100);
// 182; invokevirtual
hashMap.put("name", "tiemao");
// 赋值给Map接口引用
Map<String, String> map = hashMap;
// 185; invokeinterface
map.putIfAbsent("url", "https://renfufei.blog.csdn.net");
// 使用lambda
List<String> upperKeys = map.keySet().stream()
// 186; invokedynamic
.map(i -> i.toUpperCase())
.collect(Collectors.toList());
// 184; invokestatic
String str = String.valueOf(upperKeys);
// 182; invokevirtual
System.out.println(str);
}
public static void main(String[] args) {
// 184; invokestatic
testMethodInvoke();
}
}
执行main方法之后的输出内容为:
[NAME, URL]
我们可以使用以下命令进行编译和反编译:
# 查看JDK工具的帮助信息
javac -help
javap -help
# 带调试信息编译
javac -g DemoInvokeOpcode.java
# 反编译
javap -v DemoInvokeOpcode.class
# 因为带了package, 所以执行时需要注意路径:
cd ../../..
java com.cncounter.opcode.DemoInvokeOpcode
javac编译之后, 可以看到只生成了一个文件 DemoInvokeOpcode.class。 这也是 lambda 与内部类不同的地方。
反编译工具 javap 输出的字节码信息很多, 节选出我们最关心的testMethodInvoke方法部分：
public static void testMethodInvoke();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=4, args_size=0
0: new #2 // class java/util/HashMap
3: dup
4: bipush 100
6: invokespecial #3 // Method java/util/HashMap."<init>":(I)V
9: astore_0
10: aload_0
11: ldc #4 // String name
13: ldc #5 // String tiemao
15: invokevirtual #6 // Method java/util/HashMap.put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
18: pop
19: aload_0
20: astore_1
21: aload_1
22: ldc #7 // String url
24: ldc #8 // String https://renfufei.blog.csdn.net
26: invokeinterface #9, 3 // InterfaceMethod java/util/Map.putIfAbsent:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
31: pop
32: aload_1
33: invokeinterface #10, 1 // InterfaceMethod java/util/Map.keySet:()Ljava/util/Set;
38: invokeinterface #11, 1 // InterfaceMethod java/util/Set.stream:()Ljava/util/stream/Stream;
43: invokedynamic #12, 0 // InvokeDynamic #0:apply:()Ljava/util/function/Function;
48: invokeinterface #13, 2 // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.map:(Ljava/util/function/Function;)Ljava/util/stream/Stream;
53: invokestatic #14 // Method java/util/stream/Collectors.toList:()Ljava/util/stream/Collector;
56: invokeinterface #15, 2 // InterfaceMethod java/util/stream/Stream.collect:(Ljava/util/stream/Collector;)Ljava/lang/Object;
61: checkcast #16 // class java/util/List
64: astore_2
65: aload_2
66: invokestatic #17 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
69: astore_3
70: getstatic #18 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
73: aload_3
74: invokevirtual #19 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
77: return
LineNumberTable:
line 15: 0
line 17: 10
line 19: 19
line 21: 21
line 23: 32
line 25: 48
line 26: 53
line 28: 65
line 30: 70
line 31: 77
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
10 68 0 hashMap Ljava/util/HashMap;
21 57 1 map Ljava/util/Map;
65 13 2 upperKeys Ljava/util/List;
70 8 3 str Ljava/lang/String;
LocalVariableTypeTable:
Start Length Slot Name Signature
10 68 0 hashMap Ljava/util/HashMap<Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;>;
21 57 1 map Ljava/util/Map<Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;>;
65 13 2 upperKeys Ljava/util/List<Ljava/lang/String;>;
简单解释如下:
- 调用某个类的静态方法, 使用的是 invokestatic 指令。
- 当通过接口引用来调用方法时, 会直接编译为 invokeinterface 指令。
- 调用构造函数会编译为 invokespecial 指令, 当然还包括调用 private 方法, 以及可见的超类方法。
- 如果变量引用的类型是具体类, 则编译器会使用 invokevirtual 来调用 public, protected和包可见级别的方法。
- JDK7新增加了一个
invokedynamic 指令, 用来支持“动态类型语言”（Dynamically TypedLanguage, 从JDK8开始引入的lambda表达式, 在使用时会编译为这个指令。
更多文章请参考GitHub上的文章翻译项目: https://github.com/cncounter/translation
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原文链接: 2020年文章: 41.深入JVM - 实例详解invoke相关操作码
