前言

回想起当初自己刚学字节码指令时，看的文章资料倒是不少，但是几乎都差不多，翻来覆去说的都是差不多一样的东西，自己有许多疑问无法理解，这些疑问也没办法在网上搜（这让我深刻体会到了上学时老师的重要性(＃°Д°)），那感觉太痛苦了。所以在此记录一下自己当时的疑问，希望对有缘看到这篇文章的小伙伴有所帮助。

1、局部变量表中变量个数问题

每个栈帧中的局部变量表的最大容量是在编译时期就被确定的，除了局部变量存储在局部变量表中，方法的参数也会存在局部变量表中。如果方法不是静态方法，那么方法所在类的对象引用也会存储在局部变量表中，并且是存在第一个槽中，名称是this。在this后面存的是方法的参数，在方法参数后面才是存的方法里的局部变量。

槽：即slot，局部变量表的容量以槽为最小单位，一个槽可以容纳一个 32 位的数据类型（比如int）。

例如如下方法：

arduino 复制代码

public class Test {
    int add(int a,int b){
       int value = a + b;
       return value;
    }
}

该方法栈帧的局部变量表最大容量为4，里面有4个变量：

如果该方法是静态方法，那么就没有this，局部变量表的最大容量为3。

另外局部变量表并不一定是一直都是存满的。作用域为整个方法域的局部变量是一直存于局部变量表中，但是作用域为方法中某一个代码块的变量(为便于理解这里称之为临时变量)是只有使用时才会存入局部变量表，并且离开临时变量的作用域后会从局部变量表中删除该临时变量，所以下一个临时变量也会被存于该临时变量呆过的槽中。

例如：

arduino 复制代码

public class Test {
    int add(int a,int b,boolean boo){
        int value = a + b;
        {
            int c = 8;
        }
        if (boo){
            int d = value;
        }
        return value;
    }
}

思考一下上面的文件编译后，局部变量表最大容量是多少？局部变量有this、a、b、boo、value、c、d共7个，最大容量是7？

用javap命令看一下，打印如下：

由上图可知，临时变量c和d都可存到第六个槽中，所以局部变量表最大容量为6即可。

2、局部变量表中变量的槽号问题

看如下例子：

arduino 复制代码

public class Test {
    long add(int a,long b){
        long value = a + b;
        return value;
    }
}

javap打印如下：

这个例子的局部变量有this、a、b、value四个，为什么局部变量表最大容量比变量个数还多？为什么value的槽号是4(也就是第5个槽，因为槽号从0开始)，槽号3去哪了？

因为b和value类型是long，上一小节说了，一个槽可以容纳一个 32 位的数据类型，而long是64位，所以需要占用两个槽的位置，如下图：

所以局部变量表最大容量是6，value存在第5、6两个槽中。除了long类型占两个槽之外，double类型也占两个槽。

3、跳转指令和ASM的Label理解

1. if跳转

ini 复制代码

public class Test {
    public void jump(int a) {
        if (a == 18) {
            a = 10;
        } else {
            a = 20;
        }
    }
}

上面代码是一个简单的if判断，来分别看一下javap的字节码指令、ASM的字节码指令和ASM Core API之间的关联：

可以看到，将局部变量a以及常量18压入操作栈后，执行了if_icmpne指令，在javap的字节码中，if_icmpne后面的操作数是12，表示如果满足条件，跳转至指令12（对应于代码中else块中的语句），12之前的指令不再执行；如果不满足条件，则指令继续按顺序往下执行（对应于代码中if块中的语句），执行完if中的语句后，到指令9，会跳转至指令15，结束方法。

而在ASM中，由于是人为编写字节码文件，所以很难提前得知后面指令码的序号（比如一个文档的目录都是在文档写完后才创建，无法提前创建目录，因为只有文档写完后才能知道每个章节在第几页），也就无法像javap字节码中那样直接跳转至指令12，但是我们又需要知道要跳转到哪里，所以就引入了Label的概念。上图中IF_ICMPNE L0就表示跳转至L0处，L0就是一个Label。

在编写ASM代码时，需要用到Label的时候就new一个出来，然后在后面要跳转到的地方调用visitLabel方法插入label，这样就会跳转到label这里，继续往下执行后面的指令。注意Label不是jvm中的指令码，而是ASM中为了实现跳转功能而定义的，jvm中没有label这个东西。

2. switch跳转

switch跳转原理和if跳转一样，都是用Label，不过多赘述，这里就看一下如何写ASM代码。

arduino 复制代码

public class Test {
    public void jump(int a) {
        String str;
        switch (a){
            case 0:
                str = "0";
                break;
            case 1:
            case 2:
                str = "正数";
                break;
            default:
                str = "负数";
                break;
        }
    }
}

很简单的一个switch，javap看下字节码指令：

可以看到switch的字节码指令是tableswitch。对应ASM代码如下：

一眼就能看到visitTableSwitchInsn方法，源码中方法签名如下：

arduino 复制代码

public void visitTableSwitchInsn(final int min, final int max, final Label dflt, final Label... labels) {
  ...
}

解释一下参数含义：

min、max：switch的case的两个边界值，对应本例就是0和2

dflt：default要跳转到的Label

labels：一个Label类型的可变参数，对应每个case要跳转到的Label

这里可能有个疑惑，为什么可以直接设置case的两个边界值？它怎么知道我中间有多少个case？如果我的case是0，6，8三个，该怎么写？

实际上在字节码文件中，switch是分为两种的，一种就是本例中这种case值为连续的，还有一种则是case值不连续的。case值不连续的switch字节码指令是lookupswitch。使用了visitTableSwitchInsn方法就说明该switch是连续的，所以只需传入两个边界值即可。

来看下case值不连续的switch：

arduino 复制代码

public class Test {
    public void jump(int a) {
        String str;
        switch (a){
            case 0:
                str = "0";
                break;
            case 6:
            case 8:
                str = "正数";
                break;
            default:
                str = "负数";
                break;
        }
    }
}

javap后：

可以看到指令变成了lookupswitch。

在ASM中lookupswitch对应visitLookupSwitchInsn方法，方法签名为：

arduino 复制代码

public void visitLookupSwitchInsn(final Label dflt, final int[] keys, final Label[] labels) {
  ...
}

dflt：default要跳转到的Label

keys：所有case值的数组，对应本例就是[0，6，8]

labels：所有case值对应跳转到的label数组

需要注意的是，dflt不能传null，即使你的java代码switch没有写default分支，在编译成字节码文件的时候，jvm也会自动给加上default，default会直接跳转至return指令，所以dflt也要传入一个label。示例如下：

参考文章：

Java字节码指令详解，1 万字20 张图带你彻底掌握字节码指令 | 二哥的Java进阶之路

JVM 字节码对照表

Jvm字节码指令答疑

前言

1、局部变量表中变量个数问题

2、局部变量表中变量的槽号问题

3、跳转指令和ASM的Label理解

1. if跳转

2. switch跳转