Java为什么成员变量赋值给局部变量 avoid getfield opcode

It's a coding style made popular by Doug Lea. It's an extreme optimization that probably isn't necessary; you can expect the JIT to make the same optimizations. (you can try to check the machine code yourself!) Nevertheless, copying to locals produces the smallest bytecode, and for low-level code it's nice to write code that's a little closer to the machine.

...copying to locals produces the smallest bytecode, and for low-level code it's nice to write code that's a little closer to the machine

这个是Doug Lea流行起来的. 这个是机器指令级别的代码优化方式. 为什么说是机器指令级别的优化呢?

他的目的是为了避免

avoid getfield opcode

简单来说就是让字节码指令更少或者用性能更好的字节码替代.

我们来看代码:

package com.example.zyy.jvm.oom;
/**
 * 
 * @author 赵不辞
 **/
public class AvoidGetField {
    public Object a ;

    public AvoidGetField(Object a) {
        this.a = a;
    }

    /**
     * avoid getfield opcode
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        AvoidGetField oom = new AvoidGetField(new Object());
        System.out.println(oom.a);;
        System.out.println(oom.a);;
        System.out.println(oom.a);;

        Object b = oom.a;
        System.out.println(b);
        System.out.println(b);
        System.out.println(b);
    }
}

我们编译成字节码:

public static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception;
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=4, locals=3, args_size=1
         0: new           #3                  // class com/example/zyy/jvm/oom/AvoidGetField
         3: dup
         4: new           #4                  // class java/lang/Object
         ...
        15: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        18: aload_1
        19: getfield      #2                  // Field a:Ljava/lang/Object;
        22: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
        25: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        28: aload_1
        29: getfield      #2                  // Field a:Ljava/lang/Object;
        32: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
        35: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        38: aload_1
        39: getfield      #2                  // Field a:Ljava/lang/Object;
        42: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
        45: aload_1
        46: getfield      #2                  // Field a:Ljava/lang/Object;
        49: astore_2
        50: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        53: aload_2
        54: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
        57: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        60: aload_2
        61: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
        64: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        67: aload_2
        68: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
        71: return

可以看到getfield 这个字节码只出现了一次。

从三次到一次这就是注释中写的“avoid getfield opcode”的具体意思。

确实是减少了生成的字节码理论上这就是一种极端的字节码层面的优化。

具体到 getfield 这个命令来说它干的事儿就是获取指定对象的成员变量然后把这个成员变量的值、或者引用放入操作数栈顶。

更具体的说getfield 这个命令就是在访问我们 MainTest 类中的 CHARS 变量。

往底层一点的说就是如果没有局部变量来承接一下每次通过 getfield 方法都要访问堆里面的数据。

而让一个局部变量来承接一下只需要第一次获取一次之后都把这个堆上的数据“缓存”到局部变量表里面也就是搞到栈里面去。之后每次只需要调用 aload_ 字节码把这个局部变量加载到操作栈上去就完事。

aload_ 的操作比起 getfield 来说是一个更加轻量级的操作。

这一点从 JVM 文档中对于这两个指令的描述的长度也能看出来：

jvm getfield 指令长度