Byte-code/Bytecode - Integer Instructions

Giriş

iX Talimatları Integer ile çalışıldığını gösterir

Operand stack

Matematiksel işlemler ve metod çağrılarında kullanılır

Örnek

Elimizde şöyle bir kod olsun

int a = 1;
a++;
int b = a * a;
int c = b - a;
System.out.println(c);

Bytecode çıktısı şöyle

0: iconst_1
1: istore_1
2: iinc          1, 1
5: iload_1
6: iload_1
7: imul
8: istore_2
9: iload_2
10: iload_1
11: isub
12: istore_3
13: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
16: iload_3
17: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
20: return

iconst_X Instruction

Açıklaması şöyle

... the instruction iconst_1 is used to load a constant integer value of 1 onto the operand stack.

Örnek

Şöyledir

iconst_1

Şu koda denk gelir

int a = 1;

iinc_X Instruction

Açıklaması şöyle

iinc instructs to increment an integer value. 

Örnek

Şöyledir

iinc 1, 1

Şu koda denk gelir

a++;

Açıklaması şöyle

 The values 1, 1 specify the index of the variable to be incremented and the value by which it should be incremented, respectively.

iload_X Instruction - load an int value from a local variable #index

Bu instruction integer içindir. Farklı tipler için fload, dload gibi instrunction'lar da var.

Toplama gibi bir işlem yapmak için değişkendeki değerin stack'a yazılması gerekir. iload_X bu işi yapar. Daha sonra iadd ile toplama yapılır. Ve istore_X ile sonuç değişkene yazılır. Şu kodda bu işlemleri görebiliriz

int a = ...;
int b = ...;
int c = a + b;
//Toplama işlemi şöyledir
iload_1
iload_2
iadd
istore_3

imul Instruction

Çarpma yapar

ireturn Instruction

Elimizde şöyle bir kod olsun

public static int sum(final int a, final int b) {
  return a + b;
}

Şu işlemleri görebiliriz

iload_0
iload_1
iadd
ireturn

isub Instruction

Çıkartma yapar. Açıklaması şöyle

This operation takes two integer values from the operand stack. It subtracts the integer value loaded last from the integer value loaded first. The resulting integer is loaded onto the operand stack.

istore_X Instruction

Açıklaması şöyle

Instructs to store the integer value that is currently at the top of the operand stack as a variable. It removes the top integer value from the operand stack and saves it in the local variable array at specified index

Örnek

Şöyledir

istore_1

Şu koda denk gelir

a++;

Byte-code/Bytecode

Giriş

Tüm byte-code instruction listesi burada. Bytecode JVM içindeki Interpreter tarafından kullanılır. Açıklaması şöyle

The execution engine has a few sub-components. 

- Interpreter

- JIT Compiler

- Profiler

- Garbage Collector

- Java Native Interface

- Native Interface Library

Byte-code Kelimesi Ne Anlama Gelir
Açıklaması şöyle. Her instruction 1 byte uzunluğunda. Uzantısı ".class" olan dosyalarda byte-code instruction'lar var

Interesting fact: byte-code is called byte-code, as each instruction in byte-code is of byte length, so that it can be loaded into the CPU cache, and in fact there were also java CPUs built!!! didn’t take-off

Söz Dizimi

Söz dizimi şöyledir

opcode (1 byte)      operand1 (optional)      operand2 (optional)      ...

astore_X Instruction - store a reference into a local variable #index

Bir değişkene değer atar. Tersi ise aload_X

Örnek

Elimizde şöyle bir kod olsun

class Outer {
  private class Inner {...}

  void foo() {
    Inner a = this.new Inner();
    Inner b = new Outer.Inner();
    Inner c = new Inner();       // Recommended way to write it
  }
}

Byte-code olarak şunu elde ederiz.

0: new           #7                  // class Outer$Inner
3: dup
4: aload_0
5: invokespecial #9                  // Method Outer$Inner."<init>":(LOuter;)V
8: astore_1

9: new           #7                  // class Outer$Inner
12: dup
13: aload_0
14: invokespecial #9                  // Method Outer$Inner."<init>":(LOuter;)V
17: astore_2

18: new           #7                  // class Outer$Inner
21: dup
22: aload_0
23: invokespecial #9                  // Method Outer$Inner."<init>":(LOuter;)V
26: astore_3

getstatic Instruction

Bir sınıfın static alanına erişir

Örnek

Elimizde şöyle bir kod olsun

public static void main(String[] args) {
  System.out.println("" == ".".substring(1));
}

Çıktı olarak şunu alırız

0: getstatic     #7            // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc           #13           // String
5: ldc           #15           // String .
7: iconst_1
8: invokevirtual #17           // Method java/lang/String.substring:(I)Ljava/lang/String;
11: if_acmpne     18
14: iconst_1
15: goto          19
18: iconst_0
19: invokevirtual #23          // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
22: return

iX Talimatları

Integer ile çalışıldığını gösterir. Integer Instructions yazısına taşıdım

invokedynamic  Instruction

Açıklaması şöyle

This instruction was added in Java 7 with the goal of better support for dynamic languages in the JVM, such as Groovy and JRuby. 

Java da ise Lambda için kullanılıyor. Açıklaması şöyle.

Java has introduced byte code instruction invokedynamic to construct the anonymous class and then  generate byte code for lambdas. So, In case of lambdas java generates the implementation class and generate byte code at runtime.

Açıklaması şöyle. Yani CallSite bir kere yapılır

In a nutshell, an invokedynamic invocation consists of two phases: looking up a CallSite and then invoking the MethodHandle the CallSite holds. If the same invokedynamic instruction is executed another time, CallSite from the initial lookup will be invoked.

invokestatic Instruction

Bir sınıfın static metodunu çağırır

Örnek

Elimizde şöyle bir kod olsun

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(64);
byteBuffer.flip();

Java 11 byte-code çıktısı şöyledir. () karakterinden sonra metodun döndürdüğü tip görülebilir.

 0: bipush        64
 2: invokestatic  #19   // Method java/nio/ByteBuffer.allocate:(I)Ljava/nio/ByteBuffer;
 5: astore_1
 6: aload_1
 7: invokevirtual #25   // Method java/nio/ByteBuffer.flip:()Ljava/nio/ByteBuffer;
10: pop

invokevirtual Instruction

Bir sınıfın virtual metodunu çağırır