JVM模板解释器:字节码的resolve过程

1、背景

上文探讨了:【JVM】模板解释器–如何根据字节码生成汇编码?

本篇,我们来关注下字节码的resolve过程。

2、问题及准备工作

上文虽然探讨了字节码到汇编码的过程,但是:

其中为什么要指定0x04和0x19呢?

搬出我们的代码:

换句话讲,我们的汇编代码是要将b.value赋给a.value:

b.value是个整形的field,上述代码的关键字节码是putfield,而模板解释器在初始化的时候(非运行时,这也是模板的意义所在)会调用下面的函数来生成对应的汇编码:

3、field、class的符号解析及链接

3.1、resolve_cache_and_index

来看看上面代码中的关键点:

上面的代码又有两个关键点:

3.2、get_cache_and_index_and_bytecode_at_bcp

get_cache_and_index_and_bytecode_at_bcp函数,主要做的一些工作如下文所述。

cp cache指ConstantPoolCache,注意这不是一个一般意义上的缓存,其目的是用于解释器执行时,对字节码进行resolve的。

  1. 对给定的bytecode,在cp cache中查找是否已经存在,如果不存在要进行resolve.至于cp cache问题,最后再说。
  2. 进行resolve的主要内容:
    — InterpreterRuntime::resolve_get_put
    — InterpreterRuntime::resolve_invoke
    — InterpreterRuntime::resolve_invokehandle
    — InterpreterRuntime::resolve_invokedynamic

3.3、resolve_get_put

因为我们的putfield字节码会选择函数resolve_get_put来进行resolve,来关注这个过程:

注意tos这个点:

其中,tos是指 T op– O f– S tack,也就是操作数栈(vm实现中是expression stack)顶的东东的类型.

上面的代码中又标出一个关键点:

3.4、resolve_field_access

看代码:

注意到上面的代码还调用了resolve_klassresolve_field,我们一个一个看,

3.5、resolve_klass:

上面的代码很简单,从常量池取出对应的klass,并同当前线程一起,封装为一个KlassHandle。

3.6、resolve_field:

再接着看resolve_field:

上面的代码,我们梳理出三个跟本主题相关的关键点,已在注释中标出,我们来看:

上面的关键点解析都在注释中了,其中有的地方内容太多,不宜在本篇展开。

那么,如何获取当前执行的字节码对应的cp cache entry呢?

3.7、如何获取cp cache entry:

关键代码如下:

上述过程总结下:

1、获取bcp,也就是解释器当前正在执行的字节码的地址,以指针形式返回.

2、bcp是通过当前线程的调用栈的最后一帧来获取的,并且是个解释器栈帧.为什么是最后一帧?

每个方法在调用时都会用一个栈帧frame来描述调用的状态信息,最后调用的方法就是当前方法,所以是取最后一帧.

3、当前方法的地址是通过栈帧中保存的interpreterState来获取的,而这个interpreterState是个BytecodeInterpreter型的解释器,不是模板解释器。

4、获取到方法的地址后,就可以获取到方法所属的常量池了,接着从常量池对应的cp cache中就可以获取到对应的entry了。

5、第4点提到对应,怎么个对应法?想象数组的下标,这个下标是什么呢?就是对bcp的一个整形映射。

3.8、BytecodeInterpreter的一些关键字段

注意BytecodeInterpreter和TemplateInterpreter不是一码事.

BytecodeInterpreter的一些关键字段,帮助理解bcp、thread、cp、cp cache在解释器栈帧中意义:

在进行resolve后,字节码就在ConstantPoolCache对应的Entry中了,下一次再执行就不需要resolve。

至于BytecodeInterpreter是个什么解释器,和模板解释器有啥关系,后面再说吧。

4、结语

本文简要探讨了:

字节码的resolve过程。

终。

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