JVM的架构模型(区分栈的指令集架构和寄存器的指令架构)

Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构,另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构

具体来说:这两种架构之间的区别:

基于栈式架构的特点

设计和实现更简单,适用于资源受限的系统;
避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配;
指令流中的指令大部分是零地址指令,其执行过程依赖与操作栈,指令集更小,编译器容易实现;
不需要硬件支持,可移植性更好,更好实现跨平台。
基于寄存器架构的特点

典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的PC以及Android的Davlik虚拟机。
指令集架构则完全依赖硬件,可移植性差。
性能优秀和执行更高效。
花费更少的指令去完成一项操作。
在大部分情况下,基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主,而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主。
总结:
由于跨平台性的设计,Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同,所以不能设计为基于寄存器的。优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现,缺点是性能下降,实现同样的功能需要更多的指令。

时至今日,尽管嵌入式平台已经不是Java程序的主流运行平台了(准确来说应该是HotSpotVM的宿主环境已经不局限于嵌入式平台了),那么为什么不将架构更换为基于寄存器的架构呢?

栈:
跨平台性、指令集小、指令多;执行性能比寄存器差

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