体会Java虚拟机和Dalvik虚拟机的架构不同之处

本文继续跟随书上所学进行实践。
Jvm是基于栈架构、Dalvik是基于寄存器架构。
还是写一段简单的代码计算(a + b) * (a - b)来理解下。看看二者的不同的之处。

public class Hello{
    public int foo(int a, int b){
        return (a + b) * (a - b);
    }

    public static void main(String[] argc){
        Hello hello = new Hello();
        System.out.println(hello.foo(5, 3));
    }
}

JVM

先来看Jvm：javac先编译一下，生成java字节码。然后用javap -c对代码进行反汇编

$ javap -c /Users/johnhao/Downloads/Train/Hello.class
Compiled from "Hello.java"
public class Hello {
  public Hello();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public int foo(int, int);
    Code:
       0: iload_1
       1: iload_2
       2: iadd
       3: iload_1
       4: iload_2
       5: isub
       6: imul
       7: ireturn

可以看到foo函数一共占用了8个字节，索引值从0开始，一直到7。iload_1其实是两部分，表示指令q前缀，表示操作类型是整数int型；load表示将局部变量压入栈中。
过程也很清晰，iload_1先将参数1压入栈，iload_2再将参数2压入栈，iadd从栈顶弹出两个int类型值，将值相加，然后把结果压回栈顶。下面的第四条和第五条同样分别将参数1和参数2分别压入栈顶，isub从栈顶弹出两个int类型值，将值相减，然后把结果压回栈顶。到这里栈顶就有两个计算好的结果的int类型值了，分别是（参数1 + 参数2）的结果和（参数1 - 参数2）的结果。第七条指令imul，从栈顶弹出两个int类型值，将值相乘，然后把结果压回栈顶。最后一条ireturn返回一个int类型值，到此foo函数就执行完了。

Dalvik

先用dx命令生成Dalvik字节码。因为我用的java8编译的，所以需要更高版本的buildtools才能编译成功。

$ sh /Users/johnhao/Documents/android-sdk-macosx/build-tools/26.0.0/dx --dex --output=Hello.dex Hello.class

接下来使用dexdump -d来反编译代码

$ /Users/johnhao/Documents/android-sdk-macosx/build-tools/26.0.0/dexdump -d /Users/johnhao/Downloads/Train/Hello.dex
Processing '/Users/johnhao/Downloads/Train/Hello.dex'...
Opened '/Users/johnhao/Downloads/Train/Hello.dex', DEX version '035'
。。。省略一些其他的。。。
  Virtual methods   -
    #0              : (in LHello;)
      name          : 'foo'
      type          : '(II)I'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 5
      ins           : 3
      outs          : 0
      insns size    : 6 16-bit code units
000198:                                        |[000198] Hello.foo:(II)I
0001a8: 9000 0304                              |0000: add-int v0, v3, v4
0001ac: 9101 0304                              |0002: sub-int v1, v3, v4
0001b0: b210                                   |0004: mul-int/2addr v0, v1
0001b2: 0f00                                   |0005: return v0

相对于Jvm，Dalvik的字节码要简洁一些，只有4条就完成了以上操作。第一条add-int，将v3和v4寄存器的值相加，然后保存结果到v0寄存器。这里的v3和v4就是foo函数的第一个和第二个参数。第二条sub-int，将v3和v4寄存器的值相减，然后把结果保存到v1寄存器中。第三条指令mul-int/2addr，将v0和v1寄存器的值相乘，然后把结果存到v0寄存器。第四条指令返回v0寄存器的值。

详细的v0、v1这些参数的介绍：
了解Dalvik寄存器的v和p命名方式

借由这个简单代码，可以浅显体会出基于栈和基于寄存器的不同之处。